Systemy operacyjne. Struktura systemu komputerowego a system operacyjny

Informacje wstępne

Omawiany system komputerowy zgodny z architekturą von Neumanna
Zasadnicze elementy: procesor,

Schemat systemu komputerowego

Jednostka
centralna

Sterownik
dysku

Sterownik
drukarki

Sterownik
pamięci operacyjnej

Pamięć operacyjna

Start systemu komputerowego

Początkowo kontrolę nad systemem pełni program rozruchowy (bootstrap)
Znajduje się

Start systemu operacyjnego

Informacje o systemie operacyjnym oraz jego lokalizacji znajdują się

Schemat systemu operacyjnego

Modułowa budowa systemu ułatwia wprowadzanie zmian
Dąży się do minimalizacji

Systemy sterowane przerwaniami

Zajście zdarzenia sygnalizowane jest przerwaniem (interrupt)
Źródło zdarzenia może być

Obsługa przerwań programowych

Gdy przerwania nie występują, system jest bezczynny
Zajście zdarzenia jest

Obsługa przerwań sprzętowych

Obsługa przerwania wymaga przejścia do konkretnego miejsca w pamięci

Wywołanie systemowe

Procedura systemu operacyjnego odpowiedzialna za wykonanie operacji (np. obsługę urządzenia)
Konieczne

Schemat operacji wejścia-wyjścia

Współpraca procesora i sterownika urządzenia
Model synchroniczny i asynchroniczny
Gdy procesor

Synchroniczne a asynchroniczne wejście/wyjście

Proces zamawiający oczekiwanie
Moduł obsługi urządzenia
Procedura obsługi przerwania
Sprzętowe przesyłanie

Zachowanie procesora podczas przerwania

Synchroniczne
Specjalny rozkaz wejścia w pętlę czekania (wait)
Wada: tylko

Obsługa wielu przerwań

Tablica stanów urządzeń pozwala przechowywać żądania dostępu do urządzeń,

Procedura obsługi przerwania

Identyfikacja urządzenia odpowiedzialnego za przerwanie
Pobranie informacji o stanie urządzenia

DMA a system operacyjny

Program użytkownika lub system operacyjny zgłasza żądanie komunikacji

Ochrona pamięci

Wieloprogramowość wymusza ochronę programów przed sobą
Współczesne systemy (Windows, Linux) zapewniają

Tryby pracy SO

Procesor wyposażony jest w bit trybu
Tryby mają na celu

Ochrona wejścia-wyjścia

Rozkazy wejścia-wyjścia wykonuje tylko system operacyjny

Wywołanie systemowe

Przejście do monitora

Monitor

czytanie

Powrót do

Ochrona pamięci

Podstawowej ochronie podlegają:
Wektor przerwań
Procedury obsługi przerwań
Dodatkowo programy są wzajemnie chronione
Wsparcie

Ilustracja działania rejestrów

procesor

Baza

Baza + granica

≥

<

Pamięć

Adres

Tak

Nie

Nie

Tak

Błąd adresowania (obsługa systemu operacyjnego)

Tylko SO ma

Ochrona procesora

Cel: zapobieganie zawieszeniom
Środek: czasomierz
Stały
Zmienny
Zastosowanie: systemy z podziałem czasu
Kwant czasu –