Конспект по курсу лекций Операционные системы Граур Светлана группа 203 2003год Операционные системы
Скачать 2.85 Mb.
|
3.6.1.1 Устройство последовательного доступаМагнитная лента  Примером устройства последовательного типа является магнитная лента (МЛ). Чтобы добраться до определенной записи, нужно пройти все предыдущие. Обычно длина физической записи МЛ произвольная, она определяется специальными маркерами начала и конца записи. 3  .6.1.2 Устройства прямого доступаНаименее скоростные устройства прямого доступа. Блок может перемещаться от края к центру. Каждое устройство характеризуется фиксированным числом цилиндров. Дорожки относящиеся к одному цилиндру также пронумерованы. Дорожки образуют концентрические окружности. Все дорожки разделены на сектора. Начала одноименных секторов лежат в одной плоскости. Для задания координат определенного сектора в управляющее устройства необходимо передать: - номер цилиндра, где расположен сектор - номер дорожки на которой находится сектор - номер сектора - считывание информации производится внутри условного цилиндра. При выполнении обмена совершаются следующие действия: *перемещение считывающей/головки на нужный цилиндр; *ожидание выхода головки на начало нужного сектора диска (ожидание механического поворота диска на начало сектора); *непосредственный обмен (в темпе движения диска); Магнитный барабан  Высокоскоростное ВЗУ. Предназначен больших вычислительных комплексов. Представляет из себя большой цилиндр длиной до метра, в диаметре 30 – 40 см. Поверхность покрыта особым веществом, над поверхностью штанга с головками над треками. Скорость доступа достаточно большая. Механическая составляющая только вращение барабана. Магнитный барабан используется операционными системами высокопроизводительных ЭВМ для хранения оперативных данных (данных, время доступа к которым должно быть минимальным). При выполнении обмена совершаются следующие действия: - электронное включение считывающей/записывающей головки, соответствующей нужному треку; - ожидание размещения головки над началом нужного сектора (ожидание механического поворота барабана на начало сектора); - непосредственный обмен в темпе движения барабана. Магнито-электронные ВЗУ прямого доступа  Память на магнитных доменах, ВЗУ, построенные на элементной базе ОЗУ и т.п. Из-за электрических свойств домены разгоняются по трекам. Обмен информацией между головкой и барабаном это включение головки и ожидание, когда домен «прибежит» на головку. В обмене отсутствует «механическая» составляющая, поэтому это наиболее быстродействующие ВЗУ. Используется американцами в шаттлах. Организация потоков данных при обмене с внешними устройствами . Если посмотреть на взаимодействие ЦП, ОП и внешнего устройства, то это взаимодействие логически разделяется на два компонента: Поток управляющей информации. Т.е. каким-то образом программно задается информация о том, что необходимо прочесть или записать или переместить данные из одного места в другое. Поток данных. Т.е. непосредственно ответ на управляющее воздействие и связанное с этим ответом перемещение данных от внешнего устройства в ОП или в ЦП. Организация потока данных между устройствами может осуществляться 2-мя способами. Организация потока данных между ОП и внешним устройством через ЦП. Это означает, что программе нужно считать или записать какую-то порцию данных процессор выполняет соответствующую последовательность команд. При этом выполняются либо специальные команды ввода- вывода либо процессор специальным образом размещает информацию на специальных регистрах. После это если есть команда чтения информации, то с устройства поступают данные опять-таки на специальные регистры, ЦП ловит (т.е. здесь могут появляться прерывания) эти данные и размещает их в нужную часть ОП, т.е. туда, куда эти данные должны быть размещены. Т.е. это схема обмена через ЦП.  Использование устройств прямого доступа к памяти(direct memory access – DMA). – это означает, что поток управления идет через ЦП, т.е. ЦП выдает управляющую информацию и отслеживает окончательное выполнение, а поток данных идет не через процессор, а через некоторый контроллер, который называется DMA-контроллер. Т.о. обмен может осуществляться без участия ЦП. Т.е. при подаче информации на ЦП о том, что необходимо произвести обмен, DMA-контроллер производит соответствующие необходимые действия и начинается обмен. Когда обмен прошел, то происходит прерывание и ЦП получает информацию о том, что обмен прошел или не прошел.  Модели синхронизации при обмене с внешними устройствами  Существует две принципиально различные стратегии выполнения обмена с внешними устройствами: синхронная и асинхронная работа с ВУ. Синхронная организация обмена Процессор подает запрос внешнему устройству и ожидает завершения выполнения запроса. Системы с синхронной организацией работы ВУ неэффективны с точки зрения использования времени работы центрального процессора. Процессор часто «ожидает» выполнения запроса. Наиболее подходит для однопрограммных специализированных вычислительных систем. Асинхронная организация обмена При обработке запроса к ВУ происходит разделение выполнения на три части: 1) передача ЦП запроса на выполнение работ. После этого процессор может выполнять другие команды. 2) параллельно работе ЦП происходит выполнение запроса к ВУ (т.е. в это время процессор может выполнять другие машинные команды). 3) выполнение работы ЦП прерывается и ему передается информация о завершении выполнения запроса. ЦП может также приостановить работу в случае обращения в область ОЗУ, находящуюся в обмене. Асинхронная организация работы с ВУ более эффективна, но требует наличия развитого аппарата прерываний. Организация управления внешними устройствами
2.Синхронное управление внешними устройствами с использованием контроллеров  внешних устройств. Суть такова : появились между ЦП и внешнем устройством -устройства, которые называются контроллер внешнего устройства. Контроллер внешнего устройства служит промежуточным звеном для общения ЦП и внешнего устройства. С точки зрения ЦП контроллер внешнего устройства может иметь интерфейсную часть (команды) более высоко уровневую, чем для 1-го случая (могут быть, команды уже подачи информации позиционировать на соответствующий сектор). Но при этом на ЦП ложится значительная работа по обработке ошибочных и ситуаций и прочих внештатных ситуаций, которые выполняются при обмене. Уровень и объем непроизводительной работы ЦП зависит от конкретного контроллера (т.е. насколько интеллектуальный контроллер). 3.Асинхронное управление внешними устройствами с использованием контроллеров внешних устройств. Альтернатива синхронному управлению. Т.е. при появлении асинхронного управления – появляются прерывания, которые позволяют откладывать и запараллеливать разные действия, а проблема загрузки ЦП непроизводительной работой – она остается как есть. Все равно ЦП, несмотря на асинхронную работу, занимается плюс непроизводительной работой.  4.Использование контроллера прямого доступа к памяти (DMA) при обмене. . Понятно, что здесь речь идет о асинхронном обмене и есть существенная оптимизация за счет того, что поток данных минует ЦП и много проблем как бы уходят со стороны ЦП. Тем не менее остаются проблемы связанные с управлением и отработкой данных обмена. 5.Управление внешними устройствами с использованием процессора или канала ввода/вывода. В системе кроме ЦП присутствует специализированный процессор (специализированная машина), который обеспечивает управление внешними устройствами, который обеспечивает оптимизацию работы с внешними устройствами. Т.е. эта машина может иметь свою локальную оперативную память, и в этой локальной оперативной памяти может быть организовано кэширование доступа к внешнему устройству для того, чтобы минимизировать непосредственные обращения к внешнему устройству. Системы ввода/вывода предоставляют для процессора высокоуровневый интерфейс общения, который обеспечивает минимизацию загрузки ЦП объектной организацией ввода/вывода. Это означает, что проблемы обнаружения ошибок, попытки локализации ошибок и т.д. – все это уже происходит внутри процессора канала ввода/вывода и ЦП это не затрагивает. |
Похожие:
 | Конспект лекций по курсу опд. Ф. 11. Операционные системы Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №23 | | Операционные системы конспект лекций Внутренняя организация файловой системы: модель версии Fast File System (ffs) bsd 193 |
| Паспорт программы учебной дисциплины «Операционные системы» Область применения Рабочая программа учебной дисциплины «Операционные системы» является частью рабочей основной профессиональной образовательной программы... | | Конспект лекций по дисциплине: «Операционные системы и среды» «Системы баз данных», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы»,... |
| Рабочая учебная программа по дисциплине «Операционные системы» разработана... Операционные системы [Текст]: рабочая учебная программа. Тюмень: гаоу впо то «тгамэуп». 2013. 17 с |  | Самостоятельная работа приобщает студентов к творчеству, поиску и... Автор разработки: Торгашин Геннадий Владимирович, гобу спо во «Борисоглебский индустриальный техникум», преподаватель дисциплины... |
| Вопросы для экзаменов по предмету операционные системы Основные компоненты компьютерной системы, общая картина функционирования компьютерной системы | | Программа дисциплины Операционные системы для специальности 090102.... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности «090102 Компьютерная... |
| Курсовой проект по дисциплине «Системы программирования и операционные системы» Резидентный обработчик прерываний от клавиатуры с подключением до системного обработчика | | Рабочая программа По дисциплине «Операционные системы» |
| Конспект лекций по курсу «операционные системы» Москва 2007 Лекция... Существует три основных подхода к разработке ос и системного по с точки зрения инструментальных средств | | Контрольные вопросы по курсу «Операционные системы» При расслоении памяти соседние по адресам ячейки размещаются в различных модулях памяти, так что появляется возможность производить... |
| Рабочая программа учебной дисциплины Операционные системы разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования... | | Рабочая программа учебной дисциплины Операционные системы и среды разработана в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального... |
| С. В. Назаров операционные системы Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Конспект урока тема: «Графический интерфейс Windows». Цели урока В настоящее время все операционные системы для персональных компьютеров обеспечивают взаимодействие с пользователем с помощью графического... |
