intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình Kiến trúc máy tính và quản lý hệ thống máy tính: Phần 2 - Trường ĐH Thái Bình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:118

Thêm vào BST
Báo xấu
15
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Kiến trúc máy tính và quản lý hệ thống máy tính phần 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: liên kết các thành phần chức năng bus; kiến trúc bộ nhớ; thiết bị ngoại vi của máy tính; bo mạch chủ; lắp ráp một máy tính cá nhân;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Kiến trúc máy tính và quản lý hệ thống máy tính: Phần 2 - Trường ĐH Thái Bình

  1. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ CH NGăVI. KI NăTRÚCăB ăNH 1. Bộ nhớ trong của máy tính Bộ nhớ đ ợc sử dụng để l u giữ mư lệnh của ch ơng trình vàădữ liệuăcần xử lý. Bộ nhớăđ ợc ghép nối trực tiếp với CPU qua BUS hệăthống vàălàănơi đầu tiên CPU truy xuất tới để lấyăthông tin khi kh i động hệ thống. Yêuăcầu đ t ra cho bộ nhớ là ph i cho phép truy xuất với tốc độ cao để đáp ứng k p th i các đòi hỏi của CPU. Chỉ có bộ nhớăbán dẫn mới đáp ứng đ ợc yêuăcầu cao vềătốc độ truy xuất cao (hàng trĕm đến hàng chục nsec). Bộ nhớă bán dẫn đ ợc chia ra hai lo i: Bộ nhớă chỉ đ c ROM ( Read Only Memory) và bộ nhớăătruy xuất ngẫu nhiên RAM (Random Access Memory). 1.1. Ph năt nh ,ăvi m ch nh ,ăt nh ăvƠ dung l ng b nh Phần tử nhớ Phần tửă nhớ thông th ng là một m ch điện có thể ghi l i và l u giữă một trong hai giá tr của một biến nh phân, ho c “0” ho c “1”, t ơng ứng với không có điện áp ho c có điện áp, đ ợc g i là bit. Trên m ch điện d ới đây (Hình V.1), trên dây D1 sẽ không có điện áp (do công tắc m ), trong khi dây D2 có điện áp (vì công tắc đóng, hay thông qua diode mắc theo chiều thuận), gần bằngăgiáătr ngu n nuôi Vcc, t ơng ứng với bit D1 = “0” và bit D2 = “1”. Hình VI.1 Mô phỏng phần tử nhớ M ch flip-flop RS (còn g i làătriger RS) đ ng bộ là một m ch có kh ănĕng l u giữ các giá tr “0” ho c “1” lối ra. Có thể dùng RS flip-flop làmămột m ch l u giữă tín hiệu vào R bằng cách chốt dữ liệu đó l i t i đầu ra Q (hình VI.2a). Các hưng chế t o thực hiện m ch nàyăbằng công nghệ cao, nên kích th ớc vô cùng nhỏ, có thể có 119
  2. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ hàng nhiều triệu phần tử nhớ trên một diện tích 1mm2. Các vi m ch nhớ thông th ng đ ợc chế t o với độ dài từănhớ và số l ợng từănhớ cốăđ nh. Số bit nhớ được liên kết tại một vị trí nhớ (có cùng địa chỉ) trong một chip nhớ đ ợc g i là từ nhớ của chip nhớ,ăth ng đ ợc ch n làă1, 4, ho c 8bit. Để t o đ ợc một từ nhớ c a bộ nhớ, tức là từ nhớ cóăđộădài (sốăbit trong một từ) chuẩn (theo chuẩn IBM là 8 bits), trong một sốă tr ng hợp nhất đ nh cần ph i tiến hành ghép cácă chip nhớă l i với nhau. Hình VI.2 a), b) và c) cho ta khái niệmă về kh nĕng t o một từ nhớ cơă b n (byte) khi từ nhớ của chip nhớ là 1bit, 2bits và 4 bits. Trong tr ng hợp độ dài từ nhớăcủa chip nhớ làă8 bits, việcăliên kết làăkhông cần thiết. Hình VI.2. a) Mạch Flip-flop RS như một phần tử nhớ giá trị nhị phân b)Chip nhớ RAM và chip nhớ ROM 120
  3. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Do u điểmăt ơng thích tuyệt đối về kích th ớc, tiêu thụ nĕng l ợng thấpă và mức logic, đ c biệt là tốc độ truy nhập, nên bộ nhớ bán dẫn đ ợc sửădụng làm bộ nhớ chính (Main Memory) trong các hệ Vi xử lý cũng nh ătrong các máyătính PC, nhiều khi đ ợc ghép nối ngay trong bo m ch chính, ho c đ ợc thiết kế nh những vỉ nhỏ cắmăvào khe cắmăriêng trên bo m chăchính. Nh những tiến bộ v ợt bậc của công nghệ vi m ch, đ c biệtălà công nghệ cao (High Technology) các chip nhớ đ ợc chế t o ngàyă càng nhỏ và cóă dung l ợng t ơng đối lớn, tốc độ truy nhập rất cao và giá thành thấp. Hiện đư có các chip nhớ có dung l ợng hàng trĕm triệu từ nhớ, đ ợc cấu thành từă hàng chụcă tỷ transistor trên một một cấu trúcăcỡă1mm2. Bộ nhớ trong của một hệăVi xử lý g m hai lo i chính: Bộ nhớ ROM – là bộ nhớ chỉ đ c (Read Only Memory), thông th ng chứaăcác ch ơng trình giám sát (monitoring) các ho t động chức nĕng của hệ Vi xửălý: ch ơng trình thiết lập hệ thống, ch ơng trình vào/ra dữ liệu, qu n lý vàăphân phát bộ nhớ, qu n lýăcác thiết b vào/ra v.v…Đối với máy tính PC, đó là ch ơng trình hệă thống vào/ra cơă s (BIOS – Basic Input Output System). Đ c điểmă cơ b n nhất của bộ nhớ này là sựă b o toàn dữă liệu khi không cóă ngu n nuôi. Bộăănhớă RAM – là bộăănhớ ghi/đ c tuỳ tiện (ngẫu nhiên) (Random Access Memory). Vì có kh nĕng ghi/đ c tuỳă theo ng i dùng, nên bộ nhớ này đ ợc sửădụng để chứa dữă liệu, các ch ơng trình ứng dụng nhất th i của ng i dùng v.v… Trong máyătính PC, bộ nhớănày là nơi ch ơng trình hệ điều hành đ ợc n p khi kh i động máy, hay nơi chứa các ch ơng trình ứng dụng lúc nó đ ợc thực thi. Bộănhớănày b mất dữ liệu khi b mất ngu n nuôi. Trong các hệ Vi xử lý đơn gi n, hai bộ nhớ này th ng đ ợc thiết kếăvà lắp ráp từăcác chip nhớ riêng biệt thành một vỉ nhớ. Đ a chỉ đ ợc giải mã cho từng chip nhớ nh khối gi i mư, thông th ng là một vi m ch gi i mưăhay đ ợc xây dựng từ các m ch t hợp logic. Các tín hiệu điều khiển việc ghi/đ c bộ nhớ do CPU cung cấp. M ch triger RS đ ng bộ làămột m ch cóăkh nĕng l u giữ cácăgiáătr “0” ho c “1” lối ra. Có thể dùng RS flip-flop làmă một m ch l u giữ tín hiệu vào R bằng cách chốt dữ liệu đó l i t i đầu ra Q (hình VI.2) Bộă nhớă đ ợcă xâyă dựngă từă cácă chipă nhớ.ă Cácă chipă nhớă RAMă (SRAM ho că DRAM)ăth ngăcóăcácătừănhớăcóăđộădàiă1ăbit,ă4ăbitsăho că8ăbits.ăTừăcác chípănhớălo i nàyăcóăthểăxâyădựngăđ ợcăbộănhớăvớiămỗiăôănhớăchứaăđ ợcăbyteădữăliệuă(8ăbits). 121
  4. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ 1.2. Xơy d ng b ănh ăv i các chip SRAM Gi sử cần xâyă dựng một bộ nhớ kích th ớc 16Kbyte trên cơ s ă cácă chíp SRAM lo i 16Kx1bit. Bĕng nhớ SRAM 16Kbyte đ ợc xâyădựng trên cơ s 8 chip SRAM lo i 16K x 1bit, để có đ ợcăô nhớ có độ dài 8 bits (từ nhớ cơăb n). Để làmăđ ợc điều này ng i ta sắp đ t 8 chip SRAM lo i 16K x 1bit sao cho mỗi chip t i một v trí xác đ nh sẽ đ m nhiệm l u trữ bit dữ liệu có tr ng sốăt ơng ứng trong byteădữă liệu. Hình VI.3 Chip nhớ RAM 64K bit (64K x 1) Hình VI.4 Sơ đồ vỉ nhớ 16KB xây dựng từ các chip 16Kx1 122
  5. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Cácăđ ng tín hiệu : A13 - A0 BUS đ a chỉ -CS: Tín hiệu ch n chip. Nếu CS = 0 thì truy nhập đ ợcăchip -W/R: Tín hiệu điều khiển ghi/đ c. W=0 điều khiển ghi D0 - D7: Cácăđ ng dây truyền cácăbit dữ liệu từ D0 đến D7. Chu kỳ ghi bộ nhớăSRAM : Hình VI.5 - Biểu đồ thời gian ghi đọc bộ nhớ 1.2.1. Tổ ch c b nh v i DRAM Cấu trúc của chip DRAM: Hình VI.6 - Cấu trúc bên trong chip DRAM 123
  6. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ DRAMădùng ph ơng pháp d n kênh đểăn p lần l ợt (2 lần) đ a chỉăhàng vàăđ a chỉ cột vào đệm đ a chỉ. Việcăxây dựng bộ nhớătừ cácăchip DRAMăđ ợcăthực hiện gần t ơng tựănh với SRAM. 1.2.2. Phơn lo i các chip nh ROM, RAM Các chip nhớăROM (Read Only Memory) đ ợcăphân lo i theo kh ănĕng ghi đ c nh sau:  ROM, nhớ chỉ đ c, dữ liệu trong chip nhớălo i này đ ợcăghi ngay t i hưng s n xuất chip nhớătheo đơn đ t hàng củaăcác nhàăs n xuất thiết b cần sử dụng nó.  EPROM, chip nhớă ROMă cóă kh nĕng xoá nội dung và ghi l i nội dung. Nội dung đ ợc xoáăbằng tia cực tím nh ămột thiết b ăchuyên dùng.  EEPROM, chip nhớ ROMăcóăkh nĕng xoá, ghi l i nh sửădụngăxungăđiện Cácăchip nhớăRAM chủ yếu đ ợc chia thành 2 lo i chủ yếu sau:  RAMă tĩnh (SRAM), mỗi phần tử nhớ làă một m ch flip- flop, trong quáă trình sử dụng không cần quan tâm đến việc dữ liệuă đ ợcă l u giữ nếu không b mất ngu n nuôi  RAMă động (DRAM), phần tử nhớă dùng công nghệ n p điện tích lên tụ điện. Trong quá trình sử dụng cần thiết một chế độălàm tươi. 124
  7. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Hình VI.7b – Sơ đồ cấu trúc các phần tử nhớ Hình VI.7a – Sơ đồ cấu trúc các phần tử nhớ cơ bản 1.2.3. Tổ ch c b nh v t lỦ 125
  8. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ T chức bộ nhớ cho một hệ Vi xử lý (máy vi tính) phụ thuộc không chỉ vào một hệ Vi xử lý cụ thể, mà còn phụ thuộc vào cách bố trí thuận lợi bên trong hệ thống. Tr ớc hết, hưy làm quen với các khái niệm chip nhớ vàătừ nhớ để phân tích vấn đề t chức vật lý một bộ nhớ, sau đó m rộng khái niệm t chức theo quan điểm của ng i lập trình (t chức logic). Các chip nhớ đ ợc s n xuấtăd ới nhiều kích cỡ khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ chếăt o. Chip nhớ là một vi m ch cụ thể, đ ợc bố trí các chânăcơ b n nh Hình III.8 Các chân của một chip nhớ thông th ng g măcác lối vào của BUS đ a chỉ, lối dữ liệu, các chân điều khiển ch n chip, ghi/đ c vàăcácăchân ngu n. Hình VI.8. Sơ đồ nối chân một vi mạch nhớ RAM 1Kx4 Tuỳătheoătừngăchip,ăsốăl ợngăchânăđ aăchỉăvàăsốăl ợngăchânădữăliệuăcóăthểăkhácănhauă phụăthuộcăvàoăđộădàiătừ nhớ c a chip vàădung lượng c a chip nhớ. Độădàiătừănhớăcủaăchipă nhớăcóăthểălàă1bit,ă4ăbitsăho că8ăbits,ătrongă khiăsốăchânăđ aăchỉăcóă thểătừă10ătr ălênătuỳă thuộcăvàoădungăl ợngăcủaăchipănhớ.ăTrongătr ngăhợpăđộădàiătừănhớăcủaăchipălàă1ăbit,ătaă cầnăph iă ghépăliênătiếpă8ăchipăđểăt oăthànhă1ăbyte,ăghépăliênătiếpă16ăchipăđểăt oă mộtătừă word – 2ăbytes).ăCầnăl uăýăviệcăgánătr ngăchoăcácăbitătrongăbyteăđ ợcăt o. Hình VI.9. Tạo từ nhớ 8 bit từ các chíp nhớ có độ dài từ nhớ nhỏ hơn 8 bit 126
  9. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ 2. Vấn đề quản lý bộ nhớ Bộ nhớ ngoài của máyătính đ ợc dùng để l u trữ các ch ơng trình vàădữ liệu không sử dụng ngay trong quá trình ho t động. Nội dung các dữ liệu này không b mất khi tắt ngu n điện. Bộ nhớ ngoài đóng vai trò vô cùng quan tr ng, làămột bộ phận không thể thiếu trong máy tính. Cácăthiếtăb ănhớăngoàiăthôngădụngăhiệnănayălàăđĩaăcứng,ăđĩaăquang,ăbộănhớăFlash… 2.1. Chi năl c phơn trang (Paging) Ch ơng trình muốn thực hiện bao gi cũng đ ợcăn p vào bộ nhớătrong của máy tính. Các không gian miền đ a chỉ không kh dụng ph i đ ợc truy xuất thông qua đ a chỉ bộ nhớ thực tế. Việc nàyăthực hiện đ ợc nh ph ơng thức ánh xạ bộ nhớ từ các địa chỉ c a không gian địa chỉ vào các vị trí nhớ thực nh trong hình vẽăsau: Hình VI.10. Cóă thểă suyă diễnă nh ă sau:ă Vàoă bấtă kỳă th iă điểmă nào,ă cácă ôă nhớă trongă kho ngă 4Kbytesăđềuăcóăthểăđ ợcătruyănhậpătrựcătiếp,ănh ngăkhôngăph iăt ơngăứngăvớiăcácăđ aă chỉătừă 0000ă đếnă 07FF.ăThíă dụă từă mộtă th iă điểmă nhất đ nh,ă mỗiă khiătruy nh p ô nhớ 0800 thìătừ nhớ ở ô 0000 củaăbộănhớăchínhăđ ợcătruyănhập,ăđángălẽătruyănhậpăôănhớă 0801ăthìăsẽăsửădụngăôănhớă0001ăv.v…Nóiăcáchăkhác,ătaăđ nhănghĩaămộtăsựăánhăx ătừă 127
  10. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ khôngăgianăđ aăchỉăvàoăcácăđ aăchỉăbộănhớăthực,ănh ăminhăho ătrênăhìnhăvẽ. Bằng phuơng thức này, nếu không có bộ nhớ o (Virtual Memory), một máy với 4Kbytes chỉ có một ánh x cố đ nh từ đ a chỉ 0000 đến 07FF vào 4096 từ nhớ. Vấn đề xẩyă ra là trong tr ng hợp có một lệnh nh yă tới đ a chỉă v ợt quá 4Kbytes này, víădụ tới đ a chỉ trong vùng từă0800 tới 0FFF. Đốiăvới máy cóăbộ nhớă o, cácăb ớcăsau sẽ đ ợc thực hiện: Nội dung bộ nhớăchính đ ợcăcất vào bộ nhớăphụ Các nội dung trong vùng 0800 đến 0FFF đang trong bộ nhớ phụăđ ợcă n p vào bộ nhớ chính. Ánh x đ a chỉ sẽ thay đ i để ánh x các đ a chỉ từ 0800 tới 0FFF vào các v trí nhớăthừ 0000 đến 07FF. Ch ơng trình đ ợc tiếp tục. Kỹă thuật thực hiện tự động các việc trên đ ợc g i là kỹ thu t phân trang – Paging. Các đo n ch ơng trình đ ợcăđ c vào bộ nhớăchính từ bộ nhớăphụ đ ợcăg i là các trang. Miền đ a chỉ mà ch ơng trình có thể truy cập làăkhông gian địa chỉ ảo (Virtual Address Space), còn các đ a chỉ bộănhớ thực, đ ợcăg i là không gian địa chỉ v t lý (Physical Address Space). Hình VI.11Víăd ăm tăch ngătrìnhăgồmăcóă4ătrangăA,ăB,ăC,ăDătrongăđóătrangăDănằmătrongăổăđĩa 128
  11. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Từ thực tế trên, thấy rằng kỹăthuật phânătrang khác hẳn với ph ơng thức qu n lý bộ nhớ theo phân đo n (Segmentation) đư trình bàyă ch ơng tr ớc.ăLập trình viên luôn luôn quan tâm đến các đo n trong bộ nhớă(mứcălậpătrình Assembler) nh ng không hềăcó ý thức vềăsự t n t i của bộ nhớă o. Lập trình viên thực hiện công việc của mình mà không hề quan tâm dung l ợng thực tế của bộ nhớ trong máy tính, m c dù chúng nhỏ hơn rất nhiều so với không gian nhớămàăCPU cóăthểăqu n lý đ ợc. Bộ nhớ o đòi hỏi sự t n t i của bộ nhớ phụ có kh nĕng l u đ ợc toàn bộ ch ơng trình. Nếu coi b n sao của ch ơng trình trong bộ nhớ phụ làăb n gốc, còn các phần của ch ơng trình đ ợc t i vào bộ nhớ chính là b n sao, ta dễ dàng nắmăbắt đ ợc những khái niệmăvề thực hiện phân trang. Điều quan tr ng đây là những thay đ i xẩy ra với b n sao ph i đ ợc cập nhật vào b n gốc. Không gian bộ nhớ o đ ợc chia thành các trang có kích th ớc bằng nhau ( thông th ng là trong kho ng 512 bytes đến 4096 bytes (luỹ thừa của 2).T ơng tự, không gian đ a chỉ vật lý cũng đ ợc chia thành các m nh, mỗi m nh có kích th ớc bằng kích th ớc một trang. Các m nh của bộ nhớ chính mà các trang sẽ đ ợc chuyển vào g i là khung trang – page frame. Bộ nhớăchính của máy tính th ng có rất nhiều khung trang. Hình VI.12. 129
  12. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Ví dụ bộ nhớ o 64KB đ ợc chiaă thành 16 trang, mỗi trang 4KB vàă bộă nhớ thực có dung l ợng lầ 32KB đ ợc chia thành 8 trang nh ătrên hình sau (Hình…….). Ta cần một bảng phân trang – page table g m 16 từ (word). Nh vậy, đ a chỉ o sẽăđ ợcăt o từ 16 bit nh sau: Với các giá tr nh trên, ta tính đ ợc đ a chỉ ô nhớ đó là 02CH của trang 3, t ơng ứng là ô nhớăcó đ a chỉ làă302CH. Với lập luận này, taăcó b ng phân trang có 3 tr ng nh sau: a) Bit cao nhất là “0” ho c “1” để xác đ nh trang đó có t n t i trong bộănhớă chính hay không, b) Nội dung của 12 bit tiếp theo là đ a chỉ của ô nhớ phụ, c) 3 bit trẻ nhất làăsố khung trang. 130
  13. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Đ a chỉ của bộ nhớăchính sẽ đ ợcăt o ra từ đ a chỉ o nh sau: Gi sử trang o nằm trông bộ nhớ chính, tr ng khung tang 3 bit sẽăchỉ cho ta trang đó nằmă đâu. Nội dung của 3 bit này sẽ đ ợc n p vào 3 bit cao nhất cuẩ thanh ghi đ a chỉ của ô nhớ nằm trong vùng 32KB, 12 bit còn l i sẽ là nội dung 12 bit đ a chỉ trong trang o, t o thành một đ a chỉ mớiăg m 15 bit. Cách t o ra đ a chỉ đ ợc mô t ătronh Hình III… Hình VI.13 2.2. Ch ăđ ăb o v ă(Protected Mode) vƠ qu n lỦ b nh ătrong ch ăđ b o v Chếăđộ b o vệ đ ợc thiết kế để hỗ trợăhệ điều hành đa nhiệm, cách ly và b o vệ hệ điều hành khỏi những truy nhập trái phép của các ch ơng trình ứng dụng, cách ly và b o vệ ch ơng trình ứng dụng này khỏi sự truy nhập trái phép của ch ơng trình ứng dụng khác. 131
  14. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ 2.2.1. Các m c đ c quyền vƠ lu t về quyền truy nh p Trong chế độ b o vệ thì mỗi đo n nhớ đ ợc gắn một mức đ c quyềnăvàăđ ợc b o vệănh ăcơăchế vềăquyền truy nhập. Các mức đ c quyền đ ợc thiết kế để hỗ trợ ho t động của hệ điều hành đa nhiệm nhằm : Cách ly và b o vệ hệ điều hành khỏi các truy nhập trái phép của ch ơng trình ứng dụng. Cách ly và b o vệ ch ơng trình ứng dụng này khỏi sự truy nhập trái phép của ch ơng trình ứng dụng khác. Dựa vào mức đ c quyền và luật về quyền truy nhập mà CPU sẽ quyếtăđ nh cho phép hay không cho phép truy nhập đo n nhớăyêu cầu. Các mức đ c quyền (ký hiệu là PL – Privilege Level) nằm trong một hệă thống cácămứcăđ c quyềnăăđ c quyền có 4 cấp: Đ c quyền mức PL = 0, mức đ c quyền cao nhất: các ch ơng trình qu n lý thiết b vàăqu n lý bộ nhớăcó mức đ c quyền PL = 0 . Đ c quyền mức PL = 1: các ch ơng trình thiết lập mức u tiên giữa các nhiệmăvụ, ch ơng trình hoán đ i dữ liệu giữa các bộ nhớăchính vàăbộ nhớăthứ cấp (đĩa từ), ch ơng trình qu n lý cácăc ng vào/ra vàăcác d ch vụ hệăthống khácăcó mứcăđ c quyền PL = 1. Đ c quyền mức PL = 2: các ch ơng trình qu n lý tệp, th mục vàăcác chức nĕng m rộng của hệ điều hành có mức đ c quyềnă PL =2. Đ c quyền mức PL = 3, mức thấp nhất: các ch ơng trình ứng dụngă có mứcăđ c quyền PL = 3. Các luật về quyền truy nhập: luật về quyền truy nhập xác đ nh quy tắcătruy nhập đo n nhớă. Luật1: Dữăliệuăđ ợc l u trữătrong đo n nhớ có mức đ c quyền PL = P chỉăcóăthể b truy nhập b i mư lệnh có mức đ c quyền bằng ho c cao hơn P (CPL DPL, CPL là mức đ c quyền của nhiệmăvụ đang thực hiện, DPL là mức đ c quyền của đo n dữ liệu b truy nhập). Luật2: Đo n mư lệnh có mức đ c quyền PL = P có thể b g i ho c truy nhậpă b i nhiệm vụ có mức đ c quyền bằng ho c thấp hơn P. Đo n mư lệnh có mức đ c 132
  15. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ quyền thấp có thể g i ho c truy nhập đo n mư lệnh có mức đ căquyền cao hơn thông qua cửa g i (CPL ≥ăDPL, CPL là mức đ c quyền của nhiệm vụ đang thực hiện, DPL là mức đ că quyền của đo n mư lệnh b truy nhập). Theo các luật về quyền truy nhập thì ch ơng trình đang thực hiện cóăthể truy nhập tự do vào các đo n mư lệnh và đo n dữ liệu có cùng mức đ că quyền. Một ch ơng trình có thể truy nhập và một đo n dữ liệu có mức đ că quyền thấp hơn, nh ng nếu truy nhập ho c g i đo n mư lệnh có mức đ că quyền cao hơn thì ph i thông qua c ng g i. 2.2.2. Qu n lỦăb nh theo phơn đo n trong ch đ b o v Cácăđo n nhớ trong chếăđộ b o vệ đ ợcăqu n lý theo 3 thông số: Đ a chỉ nền Giới h n đo n Quyền truy nhập Do thông tin về các đo n khá lớn nên không thể chứa trong thanh ghi đo n mà đ ợc chứa trong các Bộ mô tả đoạn. Các bộ mô t nằmătrong Bảng bộ mô tả. Có ba lo i B ng bộ mô t : B ng bộ mô t toàn cục GDT ( b ng GDT - Global Descriptor Table). B ng GDT qu n lý các đo n (các vùng nhớ) chứaă cácă ch ơng trình của hệă điều hành vàă dữ liệu của hệă thống (cácă vùng nhớ chứa cácă thông tin có tính chất toàn cục, thuộc không gian nhớă toàn cục). Các ch ơng trình ứng dụng có thể truy nhập vùng nhớănày. B ng bộ mô t cục bộ LDT ( b ng LDT - Local Descriptor Table). Mỗi B ng LDT qu n lý các vùng nhớ thuộc một nhiệm vụ (cácăvùng nhớ chứaăcácăthông tin có tính chất cục bộ, thuộc không gian nhớ cục bộ). Mưă lệnh vàădữ liệu của một ch ơng trình ứng dụng đang ch yă(một nhiệm vụ) sẽ đ ợc b o vệ tr ớc sự truy nhập trái phép của các nhiệmăvụ khác. Các B ng LDT thuộc không gian nhớătoàn cục. B ng bộ mô t ngắt ( b ng IDT - Interrupt Descriptor Table). B ng IDT chứa các bộ mô t trỏ đến 256 ch ơng trình phục vụ ngắt.ăB ng IDT đóng vai trò b ng véc tơăngắt,trong đó mỗi vécătơăngắt làămột bộ mô t . Tất c ăcácăB ng bộ mô t đều nằm trong bộ nhớ chính. a. B ăch n đo n 16 bit Trong chế độ b o vệ các thanh ghi đo n CS, DS, ES, SS không đ ợc dùng để xác đ nh đ a chỉ nền đo n nh trong chế độ thực, mà đ ợc dùng đểăchọn Bộ mô tả 133
  16. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ đoạn trong B ng bộ mô t , thực hiện chức nĕng Bộ chọn đoạn. Bộ ch n đo n đ ợcădùng đểăxác đ nh v trí củaăBộ mô t ăđo n trongăB ng bộ mô t .ă Ng i lập trình ph i n p Bộ ch n đo n vào thanh ghi đo n t ơng ứng khi muốn truy nhập một đo n nào đó. Bộ ch n đo n có 3 phần : Phần Index: 13 bit, dùng để xác đ nh v trí của Bộ mô t đo n, tính từ nền của B ng bộ mô t . TI: xác đ nh lo i B ng bộ mô t ăcần truy nhập. TI = 1 Truy nhập cácăb ng LDT TI = 0 Truy nhập b ng GDT PL (Requested Privilege Level): mức đ c quyền yêu cầu. Mức đ căquyền RPL đ ợc sinh ra b i ng i n p bộ ch n đo n. Hình VI.14. b- B mô t ăđo n Bộ mô t đo n chứa các thông tin qu n lý một đo n : đ a chỉ nền đo n, kích th ớcă(giới h n) đo n vàăquyền truy nhập đo n. Bộămôăt ăđo năđ ợcăhệăđiềuăhành,ătrìnhăbiênăd chăho cătrìnhăn păbộănhớăt oăra. 134
  17. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Bộ mô t ăđo n g m 8 byte: Tr ng Đ a chỉ nền đo n (24 bit: A23 – A0) xác đ nh đ a chỉ nền của đo n. hệ 16 bit thì đ a chỉă nàyăcũng là đ a chỉ vật lý nền của đo n. Tr ng Giới h n đo n (16 bit: L15 – L0) xác đ nh kích th ớc của đo n từ 1 byte đến 64 Kb. Tr ng Quyền truy nhập (8 bit) xác đ nh mức đ c quyền và các thuộc tính khác của đo n: P - (Present) : Nếu P = 1 đo n đang t n t i trong bộ nhớ. Nếu P = 0 CPU sẽ t o ra ngo i lệ “không t n t i đo n”ăkhi ng i yêu cầu ch n đo n này. DPL - (Descriptor Privilege Level) : xác đ nh mức đ c quyền của bộămô t ă (mứcăđ c quyền của đo n) DT - (Descriptor Type) : xác đ nh lo i bộ mô t . DT=1 Bộămô t ăđo nămưălệnh ho cădữ liệu DT=0 Bộămô t ăđo n hệ thống ho căc ng giao d ch Kiểu bộ mô t : cấu trúc của tr ng này phụ thuộc vào lo i bộ mô t :ăBộ mô t đo n dữ liệu, Bộ mô t ăđo n mư lệnh, Bộ mô t đo n hệ thống. Bộămô t đo n hệ thống (DT=0) có 2 lo i : bộ mô t LDT, bộ mô t TSS . Bộămô t c ng giao d ch (c ng giao d ch) đ ợc dùng để truy nhập vào các đo n mưălệnh. Các bộ mô t ănày sẽă đ ợcătrình bày ăcácăphần sau. Cấu trúc của byte quyền truy nhập trong Bộ mô t ăđo n dữ liệu : P DPL 1 0 ED W/R A ED (Expansion Direction) : xác đ nh h ớng truy nhập đo n (h ớng tiến triển của đ a chỉ) ED = 1: h ớng đ a chỉ gi m, đo n dữ liệu làălo i ngĕn xếp ED = 0: h ớng đ a chỉ tĕng 135
  18. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ W/R ( Write/Read): xác đ nh quyền ghi/đ c W/R = 1: cho đ c/ghi đo n dữ liệu W/R = 0:ăăcấm ghi đo n dữ liệu A (Accessed): A = 1 đo n đưăb truy nhập Cấu trúc của byte quyền truy nhập trong Bộ mô t ăđo n mã lệnh : P DPL 1 1 C R A C (Conforming) : C = 0 ch ơng trình con sẽ thực hiện với mức đ c quyền PL = DPL C = 1 ch ơng trình sẽ thực hiện với mức đ c quyền PL bằng mứcăđ c quyền của đo n chứaăch ơng trình g i ch ơng trình con này. R ( Read): R = 0 : Đo n mưălệnh thực hiện đ ợc R = 1 : Đo n mưălệnh thực hiện đ ợc và đ c đ ợc A (Accessed): A = 1 đo nămưălệnhăđưăb truy nhập Cấu trúc của byte quyền truy nhập trong Bộ mô t ăđo n hệ thống : Bộ mô t đo n hệ thống (Bộ mô t đo n TSS, Bộ mô t đo n LDT) quy chiếu (trỏ đến) các đo n chứa thông tin hệăthống. P DPL 0 0 0 Kiểu đo n Kiểu đo n: Kiểu=1 : Bộ mô t quy chiếu đến đo n tr ng thái nhiệm vụ TSS, nhiệm vụ này không ătr ng thái đang thựcăhiện Kiểu=2 : Bộ mô t ăquy chiếu đến đo n chứa b ng LDT Kiểu=3 : Bộ mô t quy chiếu đến đo n tr ng thái nhiệm vụ TSS của nhiệm vụ đang thực hiện. 136
  19. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Hai byteădựăphòng cho hệ 32 bit có d ng : Đối với hệ 16 bit thì hai byte này ph t có giá tr là 0000H. c- B mô t ăcổng giao d chă(cổng giao d ch) : Bộămôăt ăc ngăgiaoăd chă(c ngăgiaoăd ch)ăđ ợcădùngăđểătruyănhậpăvàoăcácăđo nă mưălệnh.ăC ngăgiaoăd chăcungăcấpăph ơngătiệnăchuyểnăgiaoăđiềuăkhiểnăgiữaăch ơngă trìnhăngu năvàăch ơngătrìnhăđích,ăvíădụăcácălệnhăCALLăvàăcóăthểătruyănhậpăvàoăcácă đo năcóămứcăđ căquyềnăcaoăhơnăthôngăquaămộtăc ngăgiaoăd chălàăc ngăg i. C ng giao d ch có cấu trúc nh sau : Bộ đếmă (WC - word count) : xác đ nh số từ cần sao chép từ ngĕn xếp của ch ơng trình g i sang ch ơng trình đ ợc g i. Thông số WC chỉ có ăc ng giao d ch kiểu g i (c ng g i). Byte quyền truy nhập trong Bộ mô t ăc ng giao d ch (c ng giao d ch) : P DPL 0 Kiểu c ng giao d ch Kiểu c ng giao d ch: có 4 lo i c ng giao d ch. Kiểu = 4 : c ng giao d ch kiểu g i (c ng g i) Kiểu = 5 : c ng giao d ch kiểu nhiệm vụ (c ng nhiệm vụ) Kiểu = 6 : c ng giao d ch kiểu ngắt (c ng ngắt) Kiểu = 7 : c ng giao d ch kiểu bẫy (c ngăbẫy) Bộ mô t c ng giao d ch kiểu g i (c ng g i) th ng đ ợc dùng đểă ch ơng trình ngu n có mức đ c quyền thấp hơn g i ch ơng trình đích cóămứcăđ c quyền cao hơn. 137
  20. Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ Bộ mô t c ng giao d ch kiểu nhiệm vụ (c ng nhiệm vụ) đ ợc sửădụng khi có sự thay đ i nhiệmăvụ trong nhiệmăvụ hiện hành. Bộ mô t cửa giao d ch kiểu nhiệm vụ quy chiếu (trỏ tới) b ng TSS. Bộ mô t c ng giao d ch kiểu ngắt và kiểu bẫy (c ng ngắt và c ng bẫy) cung cấp bộ ch n vàăđ a chỉ offset xác đ nh v trí của ch ơng trình con phục vụ ngắt bên trong đo n mưălệnh đó. d- L c đồ truy nh p đo n nh nh B ch n đo n vƠ B mô t ăđo n: Trong chếăđộ b o vệăCPUă80286 do bộ ch n đo n cho kh ănĕng trỏ tới đ ợc 213 Bộ mô t đo n và mỗi Bộ mô t trỏ đến một đo n có kích th ớc cựcăđ i 216 byte nên CPU cóăthể qu n lý đ ợcăbộ nhớăkích th ớc: 2*213*216 = 230 = 1Gbyte e. C ăch ătruyănh p b nh ă(ô nh )ăqua b ng GDT Hình VI.15. B ngăGDTăđ ợcăhệ điềuă hànhă t oăraă khiă kh iăđộngă hệăthống.ăCPUăqu nă lýăb ngăGDTăquaăthanhăghiăGDTR.ăThanhăghiăGDTRăchứaăhaiăthôngătină vềăb ngăGDTă:ăđ aăchỉănềnăb ngăvàăkíchăth ớcă(giớiăh n)ăb ng. Khi cóă yêu cầu truy nhập đo n, ng iă yêu cầu cung cấp Bộă ch n đo n. CPU thực hiện thao tác kiểmătra quyền truy nhập đo n tr ớc khi cho truy nhập. Đốiăvớiăviệcătruyănhậpăđo nădữăliệu,ăquáătrìnhăkiểmătraăđ ợcătiếnăhànhătheoăquyătắc: 138
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2