шпоргалка / шпорки / Шпор5 (3курс)

14. Алгоритм пробуждения компьютера и инициализации устройств. Этапы процесса загрузки ОС. Драйверы устройств. Порядок вызова драйверов устройств.

Этапы пробуждения компьютера:

1. Идентификация и проверка компьютера

2. Проверка и инициализация видеосистемы

3. Проверка Оперативной Памяти

4. Проверка аппаратуры и коммуникационных портов

5. Проверка дисковых накопителей

6. Поиск модуля расширения (дополнительных устройств), после этого на экране возникает сводная таблица обнаруженных ресурсов

7. Вызов программы начальной загрузки Операционной Системы.

В процессе пробуждения компьютера происходит поиск, инициализация и проверка его узлов. Выполняемые при этом тестовые процедуры (Power-On Self-Test, POST) информируют о течение процесса и о найденных аппаратных ошибках. Информация об ошибках выдается звуковыми сигналами и текстовыми сообщениями.

После успешного завершения процедуры POST начинается процесс инициализации при запуске: BIOS ищет и загружает в память загрузочный сектор (boot sector), BIOS пытается обнаружить загрузочный диск (флоппи-дисководы, жесткие диски, устройства CD-ROM). Современные BIOS позволяют пользователю переконфигурировать этот порядок, называемый последовательностью загрузки (boot sequence). Если при этом дисковод А: включен в последовательность загрузки первым, и в нем находится дискета, BIOS попытается использовать эту дискету в качестве загрузочной. Если дискеты в дисководе нет, BIOS проверяет первый жесткий диск, который к этому времени уже инициализировался. Для запуска огромное значение имеет первый сектор жесткого диска, который содержит главную загрузочную запись (Master Boot Record, MBR) и таблицу разделов (partition table).

Системная BIOS считывает главную загрузочную запись и загружает ее в память, а затем передает ей управление. Код, содержащийся в главной загрузочной записи, сканирует таблицу разделов в поисках системного раздела. Найдя системный раздел, MBR загружает в память его нулевой сектор и исполняет код, содержащийся в этом секторе. Сектор 0 на системном разделе, так называемый загрузочный сектор раздела (partition boot sector), содержит загрузочный код операционной системы. Этот код и осуществляет запуск операционной системы по способу, определенному данной операционной системой.

Процессы, происходящие при успешном запуске компьютера:

1. Самотестирование при включении (Power-On Self-Test, POST).

2. Инициализация при запуске (Initial startup process)

3. Работа загрузчика (Boot loader process)

- Выбор операционной системы (при наличии нескольких систем)

- Опознавание аппаратных средств

- Выбор конфигурации

4. Загрузка ядра

- Инициализация ядра

Теперь ядро инициализирует низкоуровневые драйверы устройств, которые были загружены на стадии загрузки ядра. В случае ошибки при инициализации одного из драйверов система предпринимает корректирующее действие, основываясь на данных, определенных параметром реестра HKEY_LOCAL_ MACHINESYSTEM. Обработка ошибок в процессе инициализации драйверов устройств основывается на значении параметра ErrorControl .

5. Регистрация пользователя

Вывод: Пробуждение начинается с POST, потом драйверы в ROM BIOS , а потом начинается работа самого ROM BIOS, т.е. программы начальной загрузки.

Процесс загрузки компьютера без установленного менеджера загрузки:

1. программа IPL 1 ищет в таблице разделов раздел, помеченный как активный.

2. затем она пытается загрузить в операционную систему BR из первого сектора активного раздела

В случае установки на компьютер «Менеджера загрузки», процесс загрузки меняется: менеджер загрузки помещает в MBR вызов своей программы, которая загружает в память не загрузочный сектор операционной системы, а меню с возможными вариантами загрузки: операционные системы с Windows 2000 имеют встроенные менеджер загрузки.

Вывод: для установки Windows 98, XP, Vista, сначала устанавливается Windows 98, а потом Windows XP, Vista.

Драйвер принимает запросы на обращения к устройствам и преобразует эти запросы в команду управления устройствами. Каждый компьютер оснащается специфичными для выпускаемой его фирмы драйверами, которые хранятся в микросхеме BIOS, и осуществляет управление аппаратурой с особенностями конкретной модели. Драйверы стандартных устройств, которые необходимы в процессе загрузки компьютера, загружаются из ROMBIOS. Модули расширения BIOS предназначены для подключения к системе дополнительных драйверов устройств и замене существующих (стандартных) драйверов устройств.

Системный реестр – база данных, в которой в том числе, заполняется вся информация о конфигурации операционной системы и оборудовании.

Вывод: данная система работы освобождает компоненты операционной системы и другие приложения от знания и учета особенностей управления оборудования, тем самым обеспечивается независимость программного обеспечения от аппаратного.

16.,17. Распределение системных ресурсов. Линии запросов прерываний, каналы прямого доступа. Схема обработки прерывания

Прерывание – это базовый механизм реакции вычислительной системы на возникающие события.

При необходимости использовать ресурсы процессора любое устройство посылает процессору особый сигнал – запрос на прерывание (Interrupt ReQuest).

После поступления такого сигнала происходит прерывание текущей работы процессора, и он приступает к обработке запроса. Устройство, которое нуждается в обслуживании, процессор определяет по номеру запроса.

На первых персональных ЭВМ было предусмотрено 8 линий. На современных ПК имеется 16 линий.

Для обработки прерываний в компьютере имеется специальный контроллер – микросхема Intel 8259.

IRQ Соединим 2 с 9

Каждая линия прерывания имеет приоритет. В случае прихода запроса на прерывание, одновременно по нескольким линиям, обрабатывается тот запрос, который имеет более высокий приоритет 0,1… и т.д.

Чтобы не было конфликта необходимо, чтобы каждая линия прерывания обслуживало только одно устройство.

Исключение: локальная шина PCI была спроектирована с учетом совместного использования прерываний. Каждое устройство PCI должно корректно работать с другим PCI устройством.

Условно схема обработки прерывания выглядит следующим образом:

1. процессор получает сигнал прерывания и его номер

2. по специальной таблице отыскивается адрес программы ответственной за обработку прерывания с данным номером.

3. процессор приостанавливает текущую работу и переключает на выполнения обработчика (в общем случае это драйвер устройств).

4. драйвер получает доступ к устройству и проверяет причину возникновения прерывания.

5. запускаются запрошенные действия

6. драйвер завершает работу, и процессор возвращается к прерванной задаче.

Прямой доступ к памяти

Для обеспечения высокой скорости работы некоторые устройства используют специальный контролер, который способен обращаться к операционной системе напрямую, не задействовав процессор, что может заметно снизить нагрузку на процессор и повысить общую производительность системы.

Режим DMA позволяет освободить процессор от рутинной пересылки данных между внешними устройствами к памяти, отдав эту работу контроллеру DMA. Процессор в это время может обрабатывать другие данные.

В современных ПВМ у контроллера DMA имеется 8 каналов. Необходимо, чтобы каждый канал обслуживал одно устройство.