- •Операционные системы. Структура вычислительной системы
- •Историческая справка.
- •1945–1955 Гг.Ламповые машины. Операционных систем нет
- •Второй период (1955 г.–начало 60-х). Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные операционные системы
- •Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ос
- •Четвертый период (с 1980 г. По настоящее время). Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы
- •Понятие процесса
- •Контекст процесса содержит следующую информацию для данного процесса:
- •Некоторые сведения об архитектуре компьютера
- •Взаимодействие с периферийными устройствами
- •Физическая организация памяти компьютера
- •Локальность
- •Логическая память
- •Связывание адресов
- •Одна из основных функций ос - управление памятью. Функции системы управления памятью
- •Process Control Block и контекст процесса
- •Одноразовые операции
- •Многоразовые операции
- •Переключение контекста
- •Размер блока
- •Директории в ос Unix
- •Вопросы для самоконтроля.
Контекст процесса содержит следующую информацию для данного процесса:
состояние, в котором находится процесс;
программный счетчик процесса или, другими словами, адрес команды, которая должна быть выполнена для него следующей;
содержимое регистров процессора;
данные, необходимые для планирования использования процессора и управления памятью (приоритет процесса, размер и расположение адресного пространства и т. д.);
учетные данные (идентификационный номер процесса, какой пользователь инициировал его работу, общее время использования процессора данным процессом и т. д.);
сведения об устройствах ввода-вывода, связанных с процессом (например, какие устройства закреплены за процессом, таблицу открытых файлов).
В ОС нет однозначного соответствия между программами и процессами. Один и тоже программный файл может проводить несколько процессов выполняющихся параллельно, а процесс может в ходе выполнения сменить программный файл и начать выполнять функциональную программу.
Таким образом, система управления процессами планирует управление процессами, т.е.:
Занимается созданием и уничтожением процессов.
Распределяет процессорное время между процессами.
Обеспечивает процессы ресурсами.
Поддерживает синхронизацию процессов.
Обеспечивает взаимодействие процессов.
Некоторые сведения об архитектуре компьютера
Основными аппаратными компонентами компьютера являются: основная память, центральный процессор и периферийные устройства. Для обмена данными между собой эти компоненты соединены группой проводов, называемой магистралью.
Основная память используется для запоминания программ и данных в двоичном виде и организована в виде упорядоченного массива ячеек, каждая из которых имеет уникальный цифровой адрес. Как правило, размер ячейки составляет один байт. Типовые операции над основной памятью – считывание и запись содержимого ячейки с определенным адресом.
Выполнение различных операций с данными осуществляется центральным процессором. Процессор также имеет ячейки для запоминания информации, называемые регистрами. Их разделяют на регистры общего назначения и специализированные регистры. В современных компьютерах емкость регистра обычно составляет 4–8 байт. Регистры общего назначения используются для временного хранения данных и результатов операций. Для обработки информации обычно организовывается передача данных из ячеек памяти в регистры общего назначения, выполнение операции процессором и передача результатов операции в основную память.
Специализированные регистры используются для контроля работы процессора. Наиболее важными являются: программный счетчик, регистр команд и регистр, содержащий информацию о состоянии программы.
Программы хранятся в виде последовательности машинных команд, которые должен выполнять процессор. Каждая команда состоит из поля операции и полей операндов, то есть тех данных, над которыми выполняется данная операция. Весь набор машинных команд называется машинным языком.
Выполнение программы осуществляется следующим образом. Машинная команда, на которую указывает программный счетчик, считывается из памяти и копируется в регистр команд. Здесь она декодируется, после чего исполняется. После выполнения команды программный счетчик указывает на следующую команду. Эти действия, называемые машинным циклом, затем повторяются.