Лекции по Основам ВТ
казателей –база и
вершина. БАЗА- указ на базу стека (адреса )среды активной процедуры.
Вершина- указ на 1-ю свободную ячейку для создания новой среды.
Состояние стека до и после вызова. (((СХЕМА (((.Среда содержит следующую
информацию –сведения об участках хранения и связях (указатель
базы+смещение), параметры (n+1 ячейка), локальные переменные и рабочее
пространство процедуры.
Операции : а) вызов:1) выделить в стеке зону для среды (ее размер) за
исключением рабочего пространства,2) время t:=база ;база:=вершина;
вершина:=вершина+размер среды ; 3) сохранить инфу для возврата . Для
сохранения используется: предыдущая база := ВРЕМЯ; размещение адреса
возврата; 4)размещение параметров 5)выполнить переход к вызываемой
процедуре. б) Процедура возврата: 1) Разместить результат в
предусмотреных ячейках,2)востановить инфу возврата и очистить среду .
Время(t):=адрес возврата; Вершина:=адрес база;База:= предыдущая база.
3)возврат реализует процедура— произведение переход навремя.
Состояние процессора. К регистрам определяющим состояние ЦП относятся:
адресуемые регистры, управляемые программами,специализ-е регистры,
предназначеные для некоторой синтаксической инфы(синтетической)-слово. .
Инфа содержащаяся в слове сост проц-ра характеризует следующие :
состояние выполнения (активное или ожидание),режим (распоредителя или
исполнителя), маски прерывания,информация о доступном контексте в
памяти ЭВМ и соотве-х правах доступа (таблица сегментов , указатели
защиты памяти), инфа о текущем активном состоянии (условный код,
порядковый счетчик).
Прерывания-представляют собой перестановку контекста процессора
вызываемую внешними по отношению к выпол-ю инструкцией причиной.
Физически прервания представляются сигналом о прерывание работы
посылаемой не посредственно процессору этот сигнал вызывает изменение
состояние указателя проверяемого в ходе выполнения каждой инструкции.
Этот сигнал может послать другой процессор, внешнее устройство,
ввода/вывода или пользователь . Прерывания вынуждают процессор
приостановить в ближайшей точке прерывания выполнение текущей проги и
приступить к выполнению другой спец программы . Эта прога наз
обработчиком прерываний. Общая СХЕМА программы прерывания: Прерваная
прога —обработчик прерываний(сохранение контекста проги( (обработка
прерываний программы (вост-е программы(переход к новой проге .
Захваты и обращение к супервизору. Вызываются причинами связаными с
ходом выполнения инструкции. Захват сигнализирует ОС об аномалии при
выполнении инструкций. Причины- неправильные данные приводящие к
нарушению правил хода выполнения инструкции, попытка выполнения операции
запрещеной защищающим устройством, невыполняемая инструкция (адресс вне
поля памяти, обращение к несущему устройству) .
КРАТКИЙ ОБЗОР ОС.
ОС в большой степени опрелеляет представления пользователя об ЭВМ,
чем аппаратура ЭВМ. ОС- набор пограмм, обеспечивающих возможность
использования аппаратуры компьютера. Любая ОС реализует множество
различных ф-ий. Определяет интерфейс пользователя , обеспечивает
разделение аппаратных ресурсов между пользователями, дает возможность
работать с общими данными в режиме колективного пользования, планирует
доступ пользователя к ресурсам, обеспечивет эффективное использование
операций ввода/вывода , осуществляет востановление инфы и вычисление
процесса в случае сбоев и ошибок. ОС управляет : процессорами, памятью
,устройствами ввода/вывода ,и данными. ОС взаимодействует с
пользователем , системными прикладными программами ,программами и
АППАратными средствами. ПОКОЛЕНИЯ ОС .
1)нулевое поколение(40г.) в 1-х ЭВМ ОС не было. Пользователи имели
полный доступ к машинному языку и все проги писались в исходных кодах.
2)1-е поколение (50-е г.) Ос 50-х годов были разработаны с целью
ускорения и упрощения перехода с задачи на задачу. До создания этих ОС
много машинного времени тратилось в промежутках м/у завершением одной
проги и началом другой. Это было начало систем пакетной обработки,
которые предусматривали объединение отдельных пакетов в группы 3) 2-е
поколение начало 60-х годов. Были задуманы как ОС колективного
пользования с мульти програмным режимом работы и как 1-е системы
мультипроцессорного типа.В этих ОС несколько полезных программ
одновременно находится в основной памяти компьютера ,а центральный
процессор переключается от задачи к задаче. Появляются методы
обеспечивающие независимое програмирование от внешних устройств.
Появляются сист с разделением времени ,которые позволяли пользователю
взаимодействовать с компьютором при помощи пультов терминалов. В системе
разде-го вр-ни работающих в диалоговом режиме. Появл-ся 1-е системы
реального времени. 4) 3-е поколение (середина 60-х до70-х)
Многорежимные системы. Некоторые из этих ОС осуществ-т работу в
нескольких извесных режимах-пакетная обработка, разделение времени, Real
Time ,мультипроцессорный режим . Минус -они были громозкими и
дорогостоящими. Привели к сильному усложнению вычислительной установки.
5) 4-е поколение (середина 80-х до 90-х ) наиболее совершенные системы
настоящего времени. Интернет технология, глобальные и локальные сети,
технология удаленого доступа при помощи различных терминалов различных
ОС, появление микропроцессора. Усложнились проблемы защиты
инфы(хакерство). Появились виртуальные машины с распр-ми БД. АППАРАТУРА,
ПО, МИКРОПРОГРАММЫ.
Расслоение памяти или interliving этот метод применяется для
увеличения скорости доступа к основной памяти в реальной ситуации. При
обращении хотя бы к одной из ячеек памяти ни каких операций с памятью
производить нельзя. При интерливинде соседние по адресам ячейки
размещены в различных модулях памяти. Появляется возможность паралельной
работы с памятью.
Регистр перемещения обеспечивает возможность динамического
перемещения программ в памяти. В этот регистр заносится базовый адресс
проги хранящейся в основной памяти. После обращения к регистру ,
содержимое регистра+ каждому указ в вып-ой прог-ме адресу(база
+смещение). Прерывание и опрос состояния. Одним из способов позволяющих
некоторому устройству проверить состояние другого устройства которое
работает часто независимо называется элементарный опрос этого
устройства (опрос ячеек памяти).1-е устройство может периодически
проверяет находится ли второе устройство в определенном состоянии и если
нет то продолжать свою работу. Состояние устройства работа которого
прерывается должно быть сохранено только после этого производится
обработка прерывания .
БУФЕРИЗАЦИЯ. БУФЕР- область основной памяти предназначеной для
промежуточного хранения данных при выполнении операций ввода/вывода .
Скорость выполнения операций ввода/вывода зависит от многих факторов:
главная -характеристика устройства вв/в. Различают простую и 2-ю
буферизацию. При простой канал помещает данные в буфер . Процессор
обрабатывает эти данные . Последовательный процесс обработки. Метод 2-й
буферизации позволяет совмещать операцию ввода/вывода с обработкой
данных. Когда канал заносит данные в один буфер процессор может
обрабатывать данные другого буфера.
Защита памяти. Очень важна –условие для нормальной работы
многоабоненских вычислительных систем колективного пользования. Защита
памяти ограничивает диапазон адресов в котором разрешены обращ к проге.
Защиту памяти для проги занимающей непрерывный блок ячеик памяти можно
реализовать при помощи граничных регистров где указываются старшие и
младшие адреса этого блока памяти. Защиту памяти можно реализовать с
помощью ключевой защиты памяти . Чаще делают 2-м ключом: программным и
аппаратным.
Захват цикла. Узкое место где может возникнуть конфликтная ситуация
м/у каналами ЦП -это доступ к основной памяти. В каждый конкретный
момент времени может происходить одна операция обращения к некоторому
модулю основной памяти, тк каналу и процессору одновременно может
потребоватся обращение к основной памяти , а в этом случае приоритет
представляется каналам. Этот процесс наз-ся захватом цикла памяти, в
процессе которого канал активно захватывает цикл обращения у процессора.
Все современные ОС без исключения с их основными компонентами и
планировщиками отдают предпочтение прогам с большим обьемом инфы
ввода/вывода по отношению к прогам с большим объемом вычисления.
Режим задачи,супервизора,приоритетные команды. В вычислительных
машинах предусматриваются несколько режимов работы: динамический выбор
режима позволяет лучшим образом организовать защиту прог и данных . В
обычном режиме работающая прога может выполнить только некоторое
подмножество команд. Так программам пользователя неразрешаются все
операции ввода/вывода т.к он мог бы вывести главный список паролей
системы, или инфу любого другого пользователя. ОС присваивается статус
высшего приоритета и она как правило работает в режиме супервизора
имеющая доступ ко всем командам машины. Для большинства современных ЭВМ
этого разделения на 2 режима вполне достаточно. Однако в случае машин с
высокими требованиями по защите от несанкционированного доступа
желательно иметь более двух режимов работы. За счет этого можно
увеличить степень защиты на программном уровне . Можно обеспечить доступ
где каждому пользователю предоставляется минимальный приоритет права
доступа к тем ресурсам которые нужны для решения его задач . В процессе
развития компьютерных архитектур выявились тенденции к увеличению
приоритетных команд которые не могут выполнятся в режиме зад
| |  скачать работу |
Лекции по Основам ВТ |
