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

Nguyên lý hệ điều hành - Chương 0

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

54
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cơ chế vận hành của hệ thống Một hệ thống thông thường gồm CPU và các bộ điều khiển thiết bị (BĐKTB - device controller). Các tác vụ của CPU và BĐKTB có thể thực thi song hành và tranh chấp bộ nhớ chia sẻ qua sự điều khiển đồng bộ của memory controller. Mỗi BĐKTB phụ trách một loại thiết bị cụ thể (video adapter, disk drive,...) Mỗi BĐKTB có một buffer riêng. CPU chuyển dữ liệu từ bộ nhớ chính đến buffer riêng của các BĐKTB và ngược lại. ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nguyên lý hệ điều hành - Chương 0

  1. nguyeân lyù hEÄ ÑIEÀU HAØNH n a u h T c u D g N ThS. Nguyeãn Ñöùc Thuaàn Boä moân Heä Thoáng Thoâng Tin Ñ.H THUYÛ SAÛN 1
  2. Chöông 0: Caáu truùc heä thoáng maùy tính n a u h T c u D g N 2
  3. Cô cheá vaän haønh cuûa heä thoáng Moät heä thoáng thoâng thöôøng goàm CPU vaø caùc boä ñieàu khieån thieát bò (BÑKTB - device controller). Caùc taùc vuï cuûa n CPU vaø BÑKTB coù theå thöïc thi song haønh vaø tranh chaáp a boä nhôù chia seû qua söï ñieàu khieån ñoàng boä cuûa memory u controller. h Moãi BÑKTB phuï traùch moät loaïi thieát bò cuï theå (video T adapter, disk drive,...) c Moãi BÑKTB coù moät buffer rieâng. u CPU chuyeån döõ lieäu töø boä nhôù chính ñeán buffer rieâng cuûa D caùc BÑKTB vaø ngöôïc laïi. Döõ lieäu cuûa caùc taùc vuï I/O ñöôïc g chuyeån töø thieát bò ñeán buffer rieâng cuûa BÑKTB töông öùng. N Moãi khi keát thuùc moät taùc vuï I/O, BÑKTB thoâng baùo cho CPU baèng caùch gaây ra ngaét (interrupts). 3
  4. Ngaét (interrupts) Ngaét (interrupt) laø cô cheá cho pheùp taïm ngöng coâng vieäc ñang ñöôïc CPU xöû lyù ñeå phuïc vuï moät yeâu caàu khaùc. Khi coù ngaét xaûy ra, quyeàn ñieàu khieån ñöôïc chuyeån giao n cho trình phuïc vuï ngaét (interrupt service routine) thoâng a u qua baûng vector ngaét. h Caùc ñaëc ñieåm cuûa cô cheá ngaét : T – taêng hieäu suaát xöû lyù coâng vieäc – ñaëc bieät laø caùc taùc vuï I/O c – ngaét thöôøng ñöôïc phaùt khôûi bôûi moät thieát bò phaàn cöùng u – thöïc hieän theo cô cheá baát ñoàng boä (asynchronously) vôùi process bò D ngaét. g Trap: ngaét meàm, phaùt khôûi bôûi moät loãi naøo ñoù hoaëc do N user yeâu caàu. Ví duï: – Loãi chia cho 0 (divided-by-zero), memory page fault… Haàu heát OS laø interrupt-driven operating systems 4
  5. Chu trình thöïc hieän leänh n a u h T c u D g N 5
  6. Chu trình leänh vôùi ngaét quaõng n a u h T c u D CPU kieåm tra ngaét sau moãi leänh g – polling N – vectored interrupt system Neáu khoâng coù ngaét, baét ñaàu moät chu kyø leänh môùi Neáu coù ngaét ñang chôø, taïm ngöng vaø löu traïng thaùi chöông trình ñang thöïc thi (Program Check, Program Status Word, caùc thanh ghi döõ lieäu,...), chuyeån qua thöïc thi trình ñieàu khieån xöû lyù ngaét (interrupt handler) 6
  7. I/O structure Hai phöông thöùc thöïc hieän I/O Sau khi baét ñaàu taùc vuï I/O, quyeàn ñieàu khieån chæ ñöôïc traû veà khi vaø chæ khi taùc vuï I/O hoaøn taát. n a – CPU phaûi chôø ñeán khi taùc vuï I/O hoaøn taát u – Trong moät thôøi ñieåm, coù nhieàu nhaát laø 1 taùc vuï I/O h T ñöôïc thöïc hieän, khoâng xöû lyù ñöôïc ñoàng thôøi nhieàu yeâu caàu I/O. c u Sau khi baét ñaàu taùc vuï I/O, quyeàn ñieàu khieån ñöôïc traû D veà ngay maø khoâng caàn chôø hoaøn taát taùc vuï I/O g – CPU coù theå thöïc thi leänh keá tieáp maø khoâng phaûi chôø N ñeán khi taùc vuï I/O hoaøn taát – Trong moät thôøi ñieåm, coù theå coù nhieàu taùc vuï I/O ñöôïc thöïc hieän ñoàng thôøi. 7
  8. Hai phöông thöùc I/O Synchronous I/O Asynchronous I/O n a u h T c u D g N 8
  9. Caùc kyõ thuaät thöïc hieän I/O Programmed I/O (PIO) – Khoâng duøng ngaét, CPU phaûi chôø taùc vuï I/O hoaøn taát n a Interrupt-driven I/O u h – CPU coù theå tieáp tuïc thöïc thi trong suoát quaù trình xaûy ra T I/O, khi taùc vuï I/O hoaøn taát thì seõ phaùt ra moät ngaét baùo c hieäu cho CPU. u D Direct Memory Access (DMA) g – Moät khoái döõ lieäu ñöôïc chuyeån tröïc tieáp giöõa boä nhôù vaø N thieát bò I/O maø khoâng caàn qua CPU – Thöôøng söû duïng cho caùc thieát bò I/O coù toác ñoä cao. 9
  10. Storage structure Boä nhôù chính (main memory): CPU chæ coù theå truy caäp tröïc tieáp thanh ghi (registers) vaø boä nhôù RAM. n a Boä nhôù phuï (secondary storage): heä thoáng löu tröõ thoâng tin u h beàn vöõng (nonvolatile storage). T Ñóa töø (magnetic disks) c u – Beà maët ñóa chia thaønh caùc raõnh (tracks), caùc raõnh naøy ñöôïc chia D nhoû hôn thaønh caùc cung töø (sectors). g N – Cylinder: taäp caùc track taïo thaønh moät hình truï – Disk controller: boä ñieàu khieån quaù trình giao tieáp giöõa CPU vaø ñóa. 10
  11. Cô cheá truy xuaát ñóa Thôøi gian ñònh vò döõ lieäu - positioning time (random- access time) bao goàm n a – Seek time: thôøi gian di u chuyeån ñaàu ñoïc ñeán cylinder h caàn ñoïc T – Rotational latency: thôøi gian c tìm ñöôïc sector caàn ñoïc döõ u lieäu. D Transfer rate: toác ñoä chuyeån g döõ lieäu giöõa ñóa vaø CPU N 11
  12. Phaân caáp heä thoáng löu tröõ Heä thoáng löu tröõ coù theå phaân caáp theo caùc tieâu chuaån – Toác ñoä (speed, access time). n a – Dung löôïng (capacity) u – Giaù caû (cost) h T – Ñoä beàn vöõng döõ lieäu (volatility) c Heä thoáng phaân caáp töø treân xuoáng theo u – Giaù thaønh giaûm daàn D – Dung löôïng taêng daàn g – Thôøi gian truy caäp taêng daàn N – Taàn suaát truy caäp cuûa CPU giaûm daàn – Cheá ñoä löu tröõ beàn vöõng (non-volatile) 12
  13. Phaân caáp heä thoáng löu tröõ n a u h T c u D g N 13
  14. Cô cheá caching Caching: copy döõ lieäu vaøo thieát bò löu tröõ toác ñoä cao hôn. Taïi sao phaûi duøng boä nhôù cache n – Toác ñoä CPU vaø boä nhôù chính khaùc nhau. a u – Khai thaùc nguyeân lyù “locality” h Caàn coù chieán löôïc quaûn lyù boä nhôù cache thích hôïp T Trong cô cheá caching, moät döõ lieäu coù theå ñöôïc löu c u tröõ nhieàu nôi ® phaûi baûo ñaûm tính nhaát quaùn döõ D lieäu (consistent): baøi toaùn cache coherency. g N 14
  15. Baûo veä phaàn cöùng Chöùc naêng cuûa heä ñieàu haønh laø kieåm tra toaøn boä heä thoáng. n Heä ñieàu haønh cung caáp chöùc naêng chia seû taøi a u nguyeân cho nhieàu chöông trình, vì vaäy phaûi coù cô h T cheá kieåm tra vaø xöû lyù loãi öùng vôùi moãi moät chöông c trình. Caùc loãi chöông trình do phaàn cöùng phaùt u hieän vaø thoâng baùo cho heä ñieàu haønh ñeå ra quyeát D ñònh chaám döùt vaø thoâng baùo g N Baûo veä phaàn cöùng bao goàm cô cheá baûo veä CPU, Boä nhôù, Thieát bò nhaäp xuaát…. 15
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2