Отображение адресного пространства программы на основную память

Методы рассредотачивания, использования, освобождения ресурсов и предоставления к ним доступапредназначены для более действенной организации работы всего комплекса устройств ЭВМ. Разглядим их на примере управления основной памятью.

Для выполнения программки при ее загрузке в основную память ей выделяется часть машинных ресурсов - они нужны для размещения команд, данных, управляющих таблиц и Отображение адресного пространства программы на основную память областей ввода-вывода, т.е. делается трансляция адресного места откомпилированной программки в положение в реальной памяти.

Выделение ресурсов может быть осуществлено самим программером (в особенности если он работает на языке, близком машинному), но может выполняться и операционной системой.

Если выделение ресурсов делается перед выполнением программки, таковой процесс именуется статическим перемещением Отображение адресного пространства программы на основную память, в итоге которого программка “привязывается” к определенному месту в памяти вычислительной машины. Если же ресурсы выделяются в процессе выполнения программки, это именуется динамическим перемещением, в данном случае программка не привязана к определенному месту в реальной памяти. Динамический режим можно воплотить только при помощи операционной системы.

При статическом перемещении может повстречаться два Отображение адресного пространства программы на основную память варианта. 1. Настоящая память больше требуемого адресного места программки. В данном случае загрузка программки в реальную память делается, начиная с 0-го адреса (рис.4.2).

общий объем незанятой памяти, составляющий 50 Кбайт, достаточен, чтоб загрузить и программку D, находящуюся в ожидании. Но ее не удается загрузить потому что свободные участки памяти Отображение адресного пространства программы на основную память не являются смежными. Такое состояние именуется фрагментацией реальной памяти. Оно типично для систем со статическим перемещением.

В системах с динамическим перемещением программ перемещающий загрузчик располагает программку в свободной части памяти (рис.4.5) и допускает внедрение несмежных ее участков.

В данном случае имеется больше способностей для организации мультипрограммной работы, а как Отображение адресного пространства программы на основную память следует, и для более действенного использования временных ресурсов ЭВМ.

Работа триггерной схемы определяется не таблицей истинности, как для комбинационной логической схемы, а таблицей переходов. Таблица переходов указывает изменение состояния триггера при изменении состояния входных сигналов зависимо от его текущего состояния.

16. .При огромных размерах реализуемых программ появляются некие противоречия при Отображение адресного пространства программы на основную память организации мультипрограммного режима работы, трудности динамического рассредотачивания ресурсов.В текущее время создано несколько методов решения этих противоречий. К примеру, для борьбы с фрагментацией основной памяти адресное место программки может быть разбито на отдельные сегменты, почти не связанные меж собой. Тогда программка D общей длиной 50 Кбайт может быть представлена Отображение адресного пространства программы на основную память в виде ряда частей, загружаемых в разные области ОП. Это позволяет использовать реальную память, теряемую из-за фрагментации. Адреса в каждом секторе начинаются с 0. При статическом перемещении программки в процессе загрузки ее в основную память адреса должны быть привязаны к определенному месту в памяти, на что уходит много времени, отвлекаются вычислительные ресурсы Отображение адресного пространства программы на основную память. Более действенной является динамическая трансляция адресов (ДТА), которая состоит в том, что сегменты загружаются в основную память без трансляции адресного места (т.е. без конфигурации адресов в программке с учетом физического размещения в памяти команд и данных), а трансляция адресов каждой команды делается в процессе ее выполнения Отображение адресного пространства программы на основную память. Этот тип трансляции именуется динамическим перемещением и осуществляется особыми аппаратурными средствами ДТА.Каждый сектор программки обязан иметь свое имя. Форма имени сектора может быть хоть какой, к примеру номер.При таком представлении адресок будет состоять из 2-ух частей: s, i, где s -имя сектора, i - адресок снутри сектора./ Имея Отображение адресного пространства программы на основную память иерархическую структуру запоминающих устройств, на реальном объеме памяти, существенно наименьшем наибольшего, можно имитировать работу с наибольшей памятью. В данном случае программер работает так, будто бы ему предоставлена настоящая память очень допустимого для данной ЭВМ объема, хотя имеющаяся настоящая память существенно меньше по объему. Таковой режим работы именуется режимом виртуальной Отображение адресного пространства программы на основную память памяти.На теоретическом уровне доступная юзеру ОП, объем которой определяется только разрядностью адресной части команды и которая не существует в реальности, именуется виртуальной памятью.Виртуальная память имеет сегментно-страничную компанию и реализована в иерархической системе памяти ЭВМ. Часть ее располагается в страничных блоках основной памяти, а часть - в ячейках наружной страничной Отображение адресного пространства программы на основную память памяти (slot). Наружняя страничная память является частью наружной памяти. Ячейка (разъем) - это записываемая область во наружной страничной памяти (к примеру, на жестком магнитном диске). Она такого же размера, что и страничка.

17. 17.Современная ЭВМ представляет собой комплекс автономных устройств, каждое из которых делает свои функции под управлением местного устройства Отображение адресного пространства программы на основную память управления независимо от других устройств машины.Включает устройство в работу центральный микропроцессор.Он передает устройству команду и все нужные для ее выполнения характеристики.После начала работы устройства центральный микропроцессор отключается от него и перебегает к обслуживанию других устройств либо к выполнению других функций.Можно считать, что центральный микропроцессор Отображение адресного пространства программы на основную память переключает свое внимание с устройства на устройство и с функции на функцию.На что конкретно обращено внимание ЦП в каждый данный момент, определяется выполняемой им программкой.Во время работы в ЦП поступает (и вырабатывается в нем самом) огромное количество разных сигналов. Сигналы, которые выполняемая в ЦП программка способна воспринять, обработать и Отображение адресного пространства программы на основную память учитывать, составляют поле зрения ЦП либо другими словами - входят в зону его внимания.Для того чтоб ЦП, выполняя свою работу, имел возможность реагировать на действия, происходящие вне его зоны внимания, пришествия которых он “не ждет”, существует система прерываний ЭВМ. При отсутствии системы прерываний все заслуживающие внимания действия должны находиться Отображение адресного пространства программы на основную память в поле зрения микропроцессора,что очень усложняет программки и просит большой их избыточности. Не считая того, так как момент пришествия действия заблаговременно не известен, микропроцессор в ожидании какого-нибудь действия может находиться долгое время, и чтоб не пропустить его возникновения, ЦП не может “отвлекаться” на выполнение Отображение адресного пространства программы на основную память какой-нибудь другой работы. Таковой режим работы (режим сканирования ожидаемого действия) связан с большенными потерями времени ЦП на ожидание.

18. 18.Комплекс технических средств, реализующих функцию памяти, именуется запоминающим устройством (ЗУ). ЗУ нужны для размещения в их команд и данных. Они обеспечивают центральному микропроцессору доступ к программкам и инфы.Запоминающие устройства делятся на Отображение адресного пространства программы на основную память:основную память,сверхоперативную память (СОЗУ),наружные запоминающие устройства.Основная память содержит в себе два типа устройств: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ либо RAM - Random Access Memory) и неизменное запоминающее устройство (ПЗУ либо ROM - Read Only Memory).ОЗУ создано для хранения переменной инфы. Оно допускает изменение собственного содержимого в процессе Отображение адресного пространства программы на основную память выполнения микропроцессором вычислительных операций с данными и может работать в режимах записи, чтения, хранения.ПЗУ содержит информацию, которая не должна изменяться в процессе выполнения микропроцессором вычислительных операций, к примеру стандартные программки и константы. Эта информация заносится в ПЗУ перед установкой микросхемы в ЭВМ. Основными операциями, которые может делать ПЗУ, являются чтение Отображение адресного пространства программы на основную память и хранение.Многофункциональные способности ОЗУ обширнее, чем ПЗУ Но ПЗУ сохраняет информацию при выключении питания (т.е. является энергонезависимой памятью) и может иметь более высочайшее быстродействие, потому что ограниченность многофункциональных способностей ПЗУ и его специализация на чтении и хранении позволяют уменьшить время выполнения реализуемых им операций Отображение адресного пространства программы на основную память считывания. В современных ЭВМ микросхемы памяти (ОП и СОЗУ) изготавливают из кремния по полупроводниковой технологии с высочайшей степенью интеграции частей на кристалле (микросхемы памяти относятся к так именуемым “постоянным” схемам, что позволяет сделать установку частей памяти в кристалле (чипе) так плотной, что размеры частей памяти становятся сравнимыми с размерами отдельных атомов Отображение адресного пространства программы на основную память).Основными чертами ОЗУ являются объем и быстродействие.

19. 19.Подсистема памяти имеет иерархическую, «многослойную» структуру: при переходе по слоям «сверху - вниз» (от микропроцессора) – возрастает объем и падает скорость.Чем определяется соотношение объемов и скоростей «слоев»? Эти свойства выбираются с целью получить наивысшую производительность при той же стоимости. Перечислим «слои» памяти ЭВМ:1)Регистры Отображение адресного пространства программы на основную память микропроцессора – это составная часть микропроцессора, которая, но, делает функцию (временного) хранения программных объектов: частей программного кода, обрабатываемых операндов и их адресов;2)Кэш – память (может быть многоуровневая);3)Оперативное запоминающее устройство,ОЗУ (Random Access Memory, RAM) – память с случайной адресацией;4)Наружные ЗУ (диски) – это память с поочередным доступом Отображение адресного пространства программы на основную память,5)Сеть– исходя из убеждений хранения данных, сеть ЭВМ, к которой подключен компьютер, может рассматриваться, как большущее, но неспешное хранилище инфы (Веб).

20. 20.Стековой именуют память, доступ к которой организован по принципу: "последним записан - первым считан" (Last Input First Output - LIFO).Внедрение принципа доступа к памяти на базе механизма LIFO началось с огромных Отображение адресного пространства программы на основную память ЭВМ.Применение стековой памяти оказалось очень действенным при построении компилирующих и интерпретирующих программ, при вычислении арифметических выражений с внедрением польской инверсной записи.В малых ЭВМ она стала обширно употребляться в связи с удобствами реализации процедур вызова подпрограмм и при обработке прерываний.Механизм работы стековой памяти состоит в последующем.Когда слово Отображение адресного пространства программы на основную память А помещается в стек, оно размещается в первой свободной ячейке памяти.Последующее записываемое слово перемещает предшествующее на одну ячейку ввысь и занимает его место и т.д. Запись 8-го кода, после H, приводит к переполнению стека и потере кода A. Считывание слов из стека осуществляется в оборотном Отображение адресного пространства программы на основную память порядке, начиная с кода H, который был записан последним. Заметим, что подборка, к примеру, кода E невозможна до подборки кода F, что определяется механизмом воззвания при записи и чтении типа LIFO.Для фиксации переполнения стека лучше сформировывать признак переполнения. Перемещение данных при записи и считывании инфы в стековой памяти подобно Отображение адресного пространства программы на основную память тому, как это имеет место в сдвигающих регистрах.Исходя из убеждений реализации механизма доступа к стековой памяти выделяют аппаратный и аппаратно-программный (наружный) стеки.Аппаратный стек представляет собой совокупа регистров, связи меж которыми организованы таким макаром, что при записи и считывании данных содержимое стека автоматом двигается.

21.Процессор – это устройство Отображение адресного пространства программы на основную память, выполняющее обработку инфы на компьютерах, управляет вычислительным процессом, арифметическими и логическими операциями.

Модели микропроцессоров включают последующие вместе работающие устройства:
Устройство управления (УУ). Производит координацию работы всех других устройств, делает функции управления устройствами, управляет вычислениями в компьютере.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Так именуется устройство для целочисленных операций. Арифметические операции Отображение адресного пространства программы на основную память, такие как сложение, умножение и деление, также логические операции обрабатываются с помощью АЛУ.

AGU (AddressGenerationUnit) - устройство генерации адресов. Это устройство более принципиальное, чем АЛУ, т.к. оно отвечает за корректную адресацию при загрузке либо сохранении данных. Абсолютная адресация в программках употребляется исключительно в редчайших исключениях. Как берутся массивы данных, в Отображение адресного пространства программы на основную память программном коде употребляется косвенная адресация, заставляющая работать AGU.

Дешифратор инструкций (команд). Анализирует аннотации в целях выделения операндов и адресов, по которым располагаются результаты. Потом следует сообще-ние другому независящему устройству о том, что нужно сделать для выполнения аннотации. Дешифратор допускает выполнение нескольких инструкций сразу для загрузки всех исполняющих устройств.

Кэш Отображение адресного пространства программы на основную память-память. Особенная скоростная память микропроцессора. Кэш употребляется в качестве буфера для ускорения обмена данными меж микропроцессором и оперативной памятью, также для хранения копий инструкций и данных, которые не так давно использовались микропроцессором.


1. Главные свойства процессоров
1. Тактовая частота процессора
Импульсы тактовой частоты поступают от задающего генератора, располо-женного Отображение адресного пространства программы на основную память на системной плате.
Тактовая частота процессора - количество импульсов, создаваемых генератором за 1 секунду.
Тактовая частота нужна для синхронизации работы устройств ПК.
Оказывает влияние на скорость работы процессора. Чем выше тактовая частота, тем выше его быстродействие.
2. Быстродействие процессора.
Быстродействие процессора - это число простых операций, вы-полняемых процессором в единицу времени Отображение адресного пространства программы на основную память (операции/секунда).
3. Разрядность микропроцессора.
Разрядность микропроцессора - наибольшее количество разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться либо передаваться сразу.
4. Функциональное предназначение процессора.
1. Универсальные, т.е. главные процессоры.
Они аппаратно могут делать только арифметические операции и только над целыми числами, а числа с плавающей точкой обрабатываются на их программно.
2. Сопроцессоры.
Микропроцессорный элемент, дополняющий многофункциональные способности Отображение адресного пространства программы на основную память основного микропроцессора. Сопроцессор расширяет набор команд компьютера. Когда основной микропроцессор получает команду, которая не заходит в его рабочий набор, он может пере-дать управление сопроцессору, в рабочий набор которого заходит эта команда.
К примеру, есть сопроцессоры математические, графические и т.д.

Отличия микропроцессоров Pentium и Celeron, Athlon и Отображение адресного пространства программы на основную память Duron.

Микропроцессор Celeron является экономной (урезанной) версией соответственного (более производительного, да и существенно более дорогого) main-stream микропроцессора, на базе ядра которого он был сотворен. У микропроцессоров Celeron в два либо вчетверо меньше кэш памяти второго уровня. Так же у их по сопоставлению с надлежащими "родителями" понижена частота Отображение адресного пространства программы на основную память системной шины. У микропроцессоров Duron по сопоставлению с Athlon в 4 раза меньше кэш памяти и заниженная системная шина 200МHz (266MHz для Applebred), хотя есть и "настоящие" Athlon c FSB 200MHz. В последнее время Duron'ы на ядре Morgan совершенно пропадут из реализации - их создание уже довольно издавна свернуто. Их должны Отображение адресного пространства программы на основную память поменять Duron на ядре Applebred, являющие собой ни что другое, как урезанные по кэшу AthlonXPThoroughbred. Так же уже появились урезанные по кэшу Barton’ы, ядро которых носит заглавие Thorton. Есть задачки, в каких меж обыкновенными и урезанными микропроцессорами практически нет различия, а в неких случаях отставание достаточно серьёзное Отображение адресного пространства программы на основную память. В среднем же, при сопоставлении с неурезанным микропроцессором той же частоты, отставание это равно 10-30%. Зато урезанные микропроцессоры имеют тенденцию лучше разгоняться из-за наименьшего объёма кэш памяти и стоят при всем этом дешевле. Короче говоря, если разница в стоимости меж обычным и урезанным микропроцессором значимая, то стоит брать урезанный. Хотя Отображение адресного пространства программы на основную память тут стоит отметить, что микропроцессоры Celeron работают очень плохо по сопоставлению с всеполноценными P4 - отставание в неких ситуациях добивается 50%. Это не касается микропроцессоров CeleronD,в каких кэш второго уровня составляет 256 кбайт (128 кбайт в обыденных Celeron) и отставание уже не такое ужасное.

Систематизация процессоров
По числу огромных интегральных Отображение адресного пространства программы на основную память схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают процессоры однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные.
Однокристальные процессоры получаются при реализации всех аппаратных средств микропроцессора в виде одной БИС либо СБИС (сверхбольшой интегральной схемы). По мере роста степени интеграции частей в кристалле и числа выводов корпуса характеристики однокристальных процессоров улучшаются. Но способности однокристальных процессоров Отображение адресного пространства программы на основную память ограничены аппаратными ресурсами кристалла и корпуса. Для получения многокристального процессора нужно провести разбиение его логической структуры на функционально законченные части и воплотить их в виде БИС (СБИС). Многофункциональная законченность БИС многокристального процессора значит, что его части делают заблаговременно определенные функции и могут работать авто-номно.
По предназначению различают универсальные и Отображение адресного пространства программы на основную память спец процессоры.
Универсальные процессоры могут быть использованы для реше-ния широкого круга различных задач. При всем этом их действенная производительность слабо находится в зависимости от проблемной специфичности решаемых задач. Специализация МП, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение определенных функций позволяет резко прирастить эффективную производительность при решении только определенных Отображение адресного пространства программы на основную память задач.
Посреди специализированных процессоров можно выделить разные микроконтроллеры, направленные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, созданные для увеличения производительности при выполнении арифметических операций за счет, к примеру, матричных способов их выполнения, МП для обработки данных в разных областях применений и т. д. При помощи специализированных Отображение адресного пространства программы на основную память МП можно отлично решать новые сложные задачки параллельной обработки данных.
По виду обрабатываемых входных сигналов различают цифровые и аналоговые процессоры.
Сами процессоры цифровые устройства, но, могут иметь интегрированные аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Потому входные аналоговые сигналы передаются в МП через преобразователь в цифровой форме, обрабатываются и Отображение адресного пространства программы на основную память после оборотного преобразования в аналоговую форму поступают на выход. С строительной точки зрения такие процессоры представляют собой многофункциональные аналоговые преобразователи сигналов и именуются аналоговыми процессорами. Они делают функции хоть какой аналоговой схемы (к примеру, создают генерацию колебаний, модуляцию, смещение, фильтрацию, кодирование и декодирование сигналов в реальном масштабе времени и т.д., заменяя Отображение адресного пространства программы на основную память сложные схемы, состоящие из операционных усилителей, катушек индуктивности, конденсаторов и т.д.). Отличительная черта аналоговых процессоров способность к переработке огромного объема числовых данных, т. е. к выполнению операций сложения и умножения с большой скоростью по мере надобности даже за счет отказа от операций прерываний и переходов Отображение адресного пространства программы на основную память.
Сопоставление цифровых процессоров делается сравнением времени выполнения ими списков операций. Сопоставление же аналоговых процессоров делается по количеству эквивалентных звеньев аналого-цифровых фильтров рекурсивных фильтров второго порядка. Производительность аналогового процессора определяется его способностью стремительно делать операции умножения: чем резвее осуществляется умножение, тем больше эквивалентное количество звеньев фильтра в аналоговом преобразователе и Отображение адресного пространства программы на основную память тем паче непростой метод преобразования цифровых сигналов можно задавать в процессоре.
По нраву временной организации работы процессоры делят на синхронные и асинхронные.
Синхронные процессоры - процессоры, в каких начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в данном случае не находится в зависимости от вида выполняемых команд и величин Отображение адресного пространства программы на основную память операндов).
Асинхронные процессоры позволяют начало выполнения каждой последующей операции найти по сигналу фактического окончания выполнения предшествующей операции. Для более действенного использования каждого устройства микропроцессорной системы в состав асинхронно работающих устройств вводят электрические цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Окончив работу над какой-нибудь операцией, устройство производит сигнал запроса Отображение адресного пространства программы на основную память, значащий его готовность к выполнению последующей операции. При всем этом роль естественного распределителя работ воспринимает на себя память, которая в согласовании с заблаговременно установленным ценностью делает запросы других устройств по обеспечению их командной информацией и данными.
По организации структуры микропроцессорных систем различают микроЭВМ одно - и многомагистральные.
В одномагистральных микроЭВМ все Отображение адресного пространства программы на основную память устройства имеют однообразный интерфейс и подключены к единой информационной магистрали, по которой передаются коды данных, адресов и управляющих сигналов.
В многомагистральныхмикроЭВМ устройства группами подключа-ются к собственной информационной магистрали. Это позволяет выполнить одновременную передачу информационных сигналов по нескольким (либо всем) магистралям. Такая организация систем усложняет их конструкцию, но наращивает производительность Отображение адресного пространства программы на основную память.
По количеству выполняемых программ различают одно- и многопрограммные процессоры.
В однопрограммных процессорах производится только одна программка. Переход к выполнению другой программки происходит после окончания текущей программки.
В много- либо мультипрограммных процессорах сразу производится несколько (обычно несколько 10-ов) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет выполнить контроль за Отображение адресного пространства программы на основную память состоянием и управлением огромным числом источников либо приемников инфы.

.Систе́макома́нд (также набо́р команд) — соглашение о предоставляемых архитектурой средствах программирования, а конкретно: определённых типах данных, инструкций, системы регистров, способов адресации, моделей памяти, методов обработки прерываний и исключений, способов ввода и вывода.

Система команд представляется спецификацией Отображение адресного пространства программы на основную память соответствия (микро)команд наборам кодов (микро)операций, выполняемых при вызове команды, определяемых (микро)архитектурой системы. (При всем этом, на системах с различной (микро)архитектурой может быть реализована одна и та же система команд. К примеру, Intel Pentium и AMD Athlon имеют практически схожие версии системы команд x86, но имеют Отображение адресного пространства программы на основную память конструктивно разный внутренний дизайн.)

Базисными командами являются, обычно, последующие:

· арифметические, к примеру «сложения» и «вычитания»;

· битовые, к примеру «логическое и», «логическое или» и «логическое не»;

· присваивание данных, к примеру «переместить», «загрузить», «выгрузить»;

· ввода-вывода, для обмена данными с наружными устройствами;

· управляющие аннотации, к примеру «переход», «условный переход», «вызов подпрограммы», «возврат из Отображение адресного пространства программы на основную память подпрограммы».

3.Наружные устройства обеспечивают ввод, вывод и скопление инфы в ПК, ведут взаимодействие с микропроцессором и ОП через системную либо локальную шину, также через порты ввода-вывода. Они располагаются как вне системного блока (клавиатура, мышь, монитор, принтер, наружный модем, сканер), так и снутри него (накопители на дисках, контроллеры устройств Отображение адресного пространства программы на основную память, внутренние факс-модемы). Нередко наружные устройства именуют периферийными, хотя в узеньком смысле термин «периферийные» значит часть устройств, обеспечивающих ввод и вывод инфы (клавиатуру, координатные манипуляторы, сканеры, принтеры и т. д.).

Большая часть наружных устройств для IBM-совместимых ПК управляется контроллерами, которые установлены в разъемы расширения материнской платы. Контроллером именуется плата Отображение адресного пространства программы на основную память, которая управляет работой определенного типа наружных устройств и обеспечивает их связь с системной платой. Большая часть контроллеров являются платами расширения системы, исключение могут составлять контроллеры портов и накопителей на гибких и жестких магнитных дисках, встраиваемых конкретно в материнскую плату. В ранешних моделях IBM-совместимых ПК данные контроллеры Отображение адресного пространства программы на основную память обычно располагались на отдельной плате, именуемоймультиплатои либо мультикартой. Время от времени в портативных компьютерах в материнскую плату встраиваются и другие контроллеры, в том числе видеоплаты и звуковые платы.

Платы расширения, именуемые дочерними платами, инсталлируются на материнскую плату. Они созданы для подключения к шине ПК дополнительных устройств, а материнская плата Отображение адресного пространства программы на основную память обычно имеет от 4 до 8 разъемов расширения. В согласовании с разрядностью микропроцессора и параметрами наружной шины данных материнской платы они бывают 8-, 16– и 32-разрядные.

Дочерние платы подразделяют на два вида:

1) полноразмерные, т. е. такойже длины, как и материнская плата;

2) полуразмерные, т. е. вдвое короче.

В разъемы расширения могут быть установлены Отображение адресного пространства программы на основную память любые дочерние платы, если они согласованы с шиной по управлению, разрядности и питанию.

Поочередный порт передает информацию по одному биту, а через поочередные порты подключаются такие устройства, как мышь, наружный модем и плоттер.

Важными типами плат расширения являются:

1) видеоплаты (нужны для обычного функционирования ПК);

2) внутренние модемы (требуются для использования внутренних модемов Отображение адресного пространства программы на основную память);

3) звуковые платы (созданы для систем мультимедиа);

4) адаптеры локальной сети (нужны при использовании компьютера в среде локальной вычислительной сети).

Кроме перечисленных употребляются и другие типы плат расширения:

• управления сканером;

• управления стримером;

• интерфейс SCSI;

• контроллеры устройств виртуальной действительности;

• АЦП;

• устройства считывания штрихового кода;

• управление световым пером;

• связи с большенными ЭВМ Отображение адресного пространства программы на основную память;

• платы акселераторов.

В ПК предусмотрены особые контроллеры ввода-вывода, который реализуется через порты ввода-вывода.

Поочередный порт передает информацию по одному биту, а параллельный передает информацию побайтно. Через поочередные порты подключаются такие устройства, как мышь, наружный модем и плоттер.

22. 22.Управление наружными устройствами.

Одной из основных задач ОС является обеспечение Отображение адресного пространства программы на основную память обмена данными меж приложениями и периферийными устройствами компьютера. Фактически ради выполнения этой задачки и были разработаны 1-ые системные программки, послужившие образцами операционных систем. В современной ОС функции обмена данными с периферийными устройствами делает подсистема ввода-вывода. Клиентами этой подсистемы являются не только лишь юзеры и приложения, да и некие составляющие Отображение адресного пространства программы на основную память самой ОС, которым требуется получение системных данных либо их вывод, к примеру подсистеме управления процессами при смене активного процесса нужно записать на диск контекст приостанавливаемого процесса и считать с диска контекст активизируемого процесса.

Основными компонентами подсистемы ввода-вывода являются драйверы, управляющие наружными устройствами, и файловая система.

Главные понятия и концепции организации ввода Отображение адресного пространства программы на основную память/вывода в ОС

Как понятно, ввод/вывод считается одной из самых сложных областей проектирования операционных систем, в какой трудно применить общий подход из-за обилия личных способов. Сложность появляется из-за большущего числа устройств ввода/вывода различной природы, которые должна поддерживать ОС. При всем этом перед создателями ОС встает Отображение адресного пространства программы на основную память очень сложная задачка — не только лишь обеспечить действенное управление устройствами ввода/вывода, да и сделать удачный и действенный виртуальный интерфейс устройств ввода/вывода, позволяющий прикладным программерам просто считывать либо сохранять данные, не обращая внимание на специфику устройств и трудности рассредотачивания устройств меж выполняющимися задачками. Система ввода/вывода, способная соединить Отображение адресного пространства программы на основную память в одной модели широкий набор устройств, должна быть универсальной. Она должна учесть потребности имеющихся устройств, от обычной мыши до клавиатур, принтеров, графических мониторов, дисковых накопителей, компакт-дисков и даже сетей. С другой стороны, нужно обеспечить доступ к устройствам ввода/вывода для огромного количества параллельно выполняющихся задач, при этом так, чтоб Отображение адресного пространства программы на основную память они как можно меньше мешали друг дружке.

Самым основным является последующий принцип: любые операции по управлению вводом/выводом объявляются привилегированными и могут производиться только кодом самой ОС. Для обеспечения этого принципа в большинстве микропроцессоров вводятся режимы юзера и супервизора. Обычно, в режиме супервизора (в привилегированном режиме) выполнение команд ввода/вывода Отображение адресного пространства программы на основную память разрешено, а в пользовательском режиме — запрещено.

Можно именовать три главные предпосылки, по которым нельзя разрешать каждой отдельной пользовательской программке обращаться к наружным устройствам конкретно:

· Необходимость разрешать вероятные конфликтыдоступа к устройствам ввода/вывода. К примеру, две параллельно выполняющиеся программки пробуют вывести на печать результаты собственной работы. Если не Отображение адресного пространства программы на основную память предугадать наружное управление устройством печати, то в итоге мы можем получить полностью нечитаемый текст, потому что любая программка будет временами выводить свои данные, которые будут перемежаться данными другой программки. Другой пример: ситуация, когда одной программке нужно прочесть данные с некого сектора магнитного диска, а другой — записать результаты в другой сектор такого Отображение адресного пространства программы на основную память же накопителя. Если операции ввода/вывода не будут отслеживаться каким-то третьим (наружным) процессом-арбитром, то после позиционирования магнитной головки для первого запроса может здесь же показаться команда позиционирования головки для 2-ой задачки, и обе операции ввода/вывода не сумеют быть выполнены корректно.

· Желание прирастить эффективностьиспользования этих ресурсов. К примеру Отображение адресного пространства программы на основную память, у накопителя на магнитных дисках время подвода головки чтения/записи к нужной дорожке и воззвание к определенному сектору может существенно (до тыщи раз) превосходить время пересылки данных. В итоге, если задачки по очереди обращаются к цилиндрам, далековато отстоящим друг от друга, то нужная работа, выполняемая накопителем, может быть Отображение адресного пространства программы на основную память значительно снижена.

· Ошибки в программках ввода/вывода могут привести к краху всех вычислительных процессов, ибо часть операций ввода/вывода осуществляется для самой операционной системы. В ряде ОС системный ввод/вывод имеет значительно более высочайшие привилегии, чем ввод/вывод задач юзера. Потому системный код, управляющий операциями ввода/вывода, очень кропотливо отлаживается и оптимизируется Отображение адресного пространства программы на основную память для увеличения надежности вычислений и эффективности использования оборудования.

Управление вводом/выводом осуществляется операционной системой, компонентом, который в большинстве случаев именуют супервизором ввода/вывода. Главные задачки, выполняемые супервизором, последующие:

· супервизор ввода/вывода получает запросы на ввод/вывод от прикладных задач и от программных модулей самой операционной системы. Эти Отображение адресного пространства программы на основную память запросы проверяются на правильность, и если запрос выполнен по спецификациям и не содержит ошибок, он обрабатывается далее, в неприятном случае юзеру (задачке) выдается соответственное диагностическое сообщение о недействительности (некорректности) запроса;

· супервизор ввода/вывода вызывает надлежащие распределители каналов и контроллеров, планирует ввод/вывод (определяет очередность предоставления устройств ввода/вывода задачкам Отображение адресного пространства программы на основную память, затребовавшим их). Запрос на ввод/ вывод или здесь же производится, или ставится в очередь на выполнение;

· супервизор ввода/вывода инициирует операции ввода/вывода (передает управ­ление подходящим драйверам) и в случае управления вводом/выводом с внедрением прерываний предоставляет микропроцессор диспетчеру задач с тем, чтоб передать его первой задачке, стоящей в очереди Отображение адресного пространства программы на основную память на выполнение;

· при получении сигналов прерываний от устройств ввода/вывода супервизор идентифицирует их и передает управление соответственной программке обработки прерывания;

· супервизор ввода/вывода производит передачу сообщений об ошибках, если таковые происходят в процессе управления операциями ввода/вывода;

· супервизор ввода/вывода отправляет сообщения о окончании операции ввода/вывода запросившему эту Отображение адресного пространства программы на основную память операцию процессу и снимает его с состояния ожидания ввода/вывода, если процесс ждал окончания операции.

Таким макаром, прикладные программки (а в общем случае — все обрабатывающие программки) не могут конкретно связываться с устройствами ввода/вывода независимо от использования устройств (монопольно либо вместе). Установив надлежащие значения характеристик в запросе Отображение адресного пространства программы на основную память на ввод/вывод, определяющих требуемую операцию и количество потребляемых ресурсов, они могут передать управление супервизору ввода/вывода, который и запускает нужные логические и физические операции.

Все характеристики, которые будут стоять в запросе, поставляются компилятором и отражают требования программера и неизменные сведения об операционной системе и архитектуре компьютера в целом. Переменные Отображение адресного пространства программы на основную память сведения о вычислительной системе (ее конфигурация, состав оборудования, состав и особенности системного программного обеспечения) содержатся в особых системных таблицах. Микропроцессору, каналам прямого доступа в память, контроллерам нужно передавать определенную двоичную информацию, при помощи которой и осуществляется управление оборудованием. Эта определенная двоичная информация в виде кодов и данных нередко готовится при Отображение адресного пространства программы на основную память помощи препроцессоров, но часть ее хранится в системных таблицах.

10.3 Задачки ОС по управлению наружными устройствами

Подсистема ввода-вывода (Input-OutputSubsystem) мультипрограммной ОС при обмене данными с наружными устройствами компьютера должна решать ряд общих задач, из которых более необходимыми являются последующие:

· организация параллельной работы устройств ввода-вывода и микропроцессора;

· согласование скоростей обмена Отображение адресного пространства программы на основную память и кэширование данных;

· разделение устройств и данных меж процессами;

· обеспечение комфортного логического интерфейса меж устройствами и осталь­ной частью системы;

· поддержка широкого диапазона драйверов с возможностью обычного включения в систему нового драйвера;

· динамическая загрузка и выгрузка драйверов;

· поддержка синхронных и асинхронных операций ввода/вывода.

10.3.1. Организация параллельной работы Отображение адресного пространства программы на основную память устройств ввода-вывода и микропроцессора

Каждое устройство ввода-вывода вычислительной системы — диск, принтер, терминал и т. п. — снабжено спец блоком управления, называемымконтроллером. Контроллер ведет взаимодействие с драйверомсистемным программным модулем, созданным для управления данным устройством (см. рис. 10.1). Контроллер временами воспринимает от драйвера выводимую на устройство информацию, также команды управления, которые молвят о том, что с Отображение адресного пространства программы на основную память этой информацией необходимо сделать (к примеру, вывести в виде текста в определенную область терми­нала либо записать в определенный сектор диска). Под управлением контроллера устройство может некое время делать свои операции автономно, не требуя внимания со стороны центрального микропроцессора.


otnoshenie-obshestva-k-zapovednim-territoriyam.html
otnoshenie-pervichnoj-teorii.html
otnoshenie-predannogo-k-vospevaniyu-svyatogo-imeni.html