Сторінка 3
В даний час випускаються мікропроцесори зі змішаною архітектурою, у яких CSEG і DSEG мають єдиний адресний простір, однак різні механізми доступу до них. Конкретним прикладом є мікропроцесори сімейства 80х86 фірми Intel.
На фізичному рівні мікропроцесор взаємодіє з пам'яттю і системою введення-висновку через єдиний набір системних шин - внутрісистемну магістраль. Вона, у загальному випадку складається з:
- шини даних DB (Data Bus), по якій виробляється обмін даними між ЦП, пам'яттю і системою ВВ;
- шини адреси AB ( Address Bus), використовуваної для передачі адрес комірок пам'яті і портів ВВ, до яких здійснюється звертання;
- шини керування CB (Control Bus), по якій передаються керуючі сигнали, що реалізують цикли обміну інформацією і керуючі роботою системи.
Розглянемо структурну схему мікропроцесорної системи (МШС), приведену на мал. 1. Функціонування МШС зводиться до наступного послідовності дій: одержання даних від різних периферійних пристроїв (із клавіатури термінала, від дисплеїв, з каналів зв'язку, від різного типу зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв), обробка даних і видача результатів обробки на периферійні пристрої (ПУ). При цьому дані від ПУ, підмети обробці, можуть надходити й у процесі їхньої обробки.
Рис.1. Структурна схема мікропроцесорної системи.
2. Однопрограмний і мультипрограмний режими керування
Усі моделі ЄС ЕОМ - це мультипрограмні машини. Це означає, що в їх застосовується сполучення програмних і апаратних засобів керування.
Програмні засоби складають ОС, що встановлює порядок роботи ЕОМ при різних режимах роботи. Усі режими роботи ЕОМ поділяються на однопрограмні і мультипрограмні.
При роботі в олнопрограммном режимі всі ресурси ЕОМ віддані однієї програмі. Виконання наступної програми можливо тільки після повного виконання попередньої програми.
Різновиду однопрограмного режиму:
o Однопрограмний режим з безпосереднім доступом користувача до ЕОМ.
Користувач веде діалог з машиною, працюючи за пультом. У цьому режимі машинний час використовується нераціонально. Такий режим використовується тільки при налагодженні ЕОМ.
o Однопрограмний режим з послідовним виконанням програм без участі користувача. Усі програми введені заздалегідь і виконуються під керуванням ОС. Цей режим неефективний, тому що при такому режимі не цілком використовуються можливості рівнобіжної роботи основних будов машини.
Різновиду мультипрограмного режиму:
o Режим пакетної обробки. У такому режимі можливо рішення декількох задач на ЕОМ одночасно. Усі програми, вихідні дані вводяться заздалегідь, з них утвориться пакт задач. Усі задачі реалізуються без утручання користувача. При такому режимі значно заощаджується час на виконання набору задач.
o Режим поділу часу. Цей режим схожий на попередній, але під час виконання пакета можливе втручання користувачів. Режим поділу часу сполучить ефективне використання можливостей ЕОМ з дає користувачу можливість індивідуального користування.
Застосування такого режиму можливо тільки, коли робота ЕОМ протікає у реальному масштабі часу.
o Режим запит-відповідь. Цей режим являє собою вид телеобробки, при який відповідно до запитів від абонентів, ЕОМ посилає дані, що містяться у Файлах даних. Число відповідей обмежене ємністю пам'яті, отже обмежене і число запитів.
o Діалоговий режим. це найбільш використовуваний режим роботи ЕОМ. При такому режимі відбувається двостороння взаємодія (діалог) користувача й ЕОМ. Для здійсненні цього режиму необхідно, щоб технічні і програмні засоби могли працювати в реальному масштабі часу; щоб абоненти мали можливість формулювати свої повідомлення на високому рівні.
У мультипрограмних режимах реалізовані два варіанти: мультипрограмний режим з фіксованим і довільним числом спільно розв'язуваних задач.
3. Сторінкова організація пам’яті
В сучасних ОС використовується сторінковий механізм доступу до сегментів пам’яті. При завантаженні задач в ОП будується табл. сторінок в якій встановлюється відповідність логічної сторінки пам’яті сторінкам фізичної пам’яті, які фактично зміщуються в ОП комп’ютера. Такий механізм уповільнює завантаження програми, але дозволяє більш ефективно використовувати вільні сторінки. Розмір сторінки визначається 12 бітною адресою. Повна адреса при доступі до даних формується шляхом виконання сторінкового перетворення. Це дозволяє використовувати в сучасних ОС 32 бітну логічну адресу. При завантаженні програми заповнюються лише mi сторінки для яких існує код. Якщо сторінка відсутня в ОП то вона завантажується шляхом виконання переривання.
Програми розділяються на окремі області-сегменти. Кожен сегмент представляє собою окрему логічну одиницю інформації, яка містить сукупність даних чи програм і розташовану в адресному просторі користувача.
В кожному сегменті встановлюється своя нумерація змінних починаючи з нуля. Можна виділити два основних типи сегментів: програмні сегменти і сегменти даних (сегменти стеку являються частковим випадком сегментів даних). В системах с сегментацією пам’яті кожне слово в адресному просторі користувача визначається віртуальною адресою, яка включає: старші розряди адреси розглядаються як номер сегмента, а молодші - як номер слова в сегменті.
Необхідно забезпечити переробку віртуальної адреси в реальну фізичну адресу основної пам’яті. З цією метою для кожного користувача операційна система повинна сформувати таблицю сегментів. Кожний елемент таблиці сегментів містить описувач (дескриптор) сегменту (поля бази, межі та індикаторів режиму доступу). Поле бази визначає адресу початку сегменту в основній пам’яті, а межа – довжину сегменту. Для визначення розміщення таблиці сегментів програми, яка виконується, використовується спеціальний реєстр захисту. Цей реєстр містить дескриптор таблиці сегментів (базу і межу), причому база містить адресу початку таблиці сегментів програми, яка виконується, а межа – довжину цієї таблиці сегментів.
4. Використання віртуальної пам’яті в ОС Windows та ОС Unix
При використанні диску, як уявного розширення до фізичної пам'яті, ефективний розмір пам'яті, що використовується зростає відповідно. Якщо якісь розділи пам'яті не використовуються на даний момент, ядро запише їх на диск і зможе використати звільнений в оперативній пам'яті простір під щось інше. Якщо скинуті на диск області пам'яті знадобляться знову, ядро прочитає їх знову з диску в пам'ять. Все це виконується непомітно для користувача. Програми в Unix бачать тільки, що система має більший об'єм пам'яті і навіть не підозрюють, які саме з ділянок пам'яті знаходяться в даний момент на диску, а які в оперативній пам'яті. Звичайно ж, читання та запис на диск є значно повільнішими, порівняно з оперативною пам'яттю (в тисячі разів повільніше). Тому при користуванні віртуальною пам'яттю програми будуть працювати повільніше. Та частина диску, що використовується для віртульної пам'яті називається простором свопінґу.
Для свопінґу Unix може використовувати або звичайний файл в файловій системі, або окремий розділ, виділений спеціально для цього на диску. Віртуальна пам'ять з використанням підрозділу на диску працює швидше, ніж свопінґ у файл. Але змінити розмір файлу для свопінґу набагато легше і швидше, і це не потребує переформатування диску (і, можливо, встановлення всього з самого початку). Якщо Ви знаєте, скільки простору під свопінґ Вам потрібно, Ви можете відразу форматувати весь диск з виділенням підрозділу під свопінґ, але якщо Ви ще непевні, то Вам краще попробувати спочатку попрацювати з файлом, покористуватися системою деякий час і потім вирішити, який розмір розділу для свопінґу Вам потрібен.
Крім того варто знати, що Лінакс може користуватися кількома областями для свопінґу одночасно. Це означає, що, якщо великі розділи для свопінґу потрібні тільки інколи, замість того, щоб тримати їх постійно, можна додавати ці області тільки на той час, коли саме вони необхідні.
1 2 [3] 4
завантажити реферат
