Центральный процессор и его режимы работы

Следует обратить внимание на два основных режима:режим задачи(problem state) ирежим супервизора (supervisor state).Операционной системе обычно присваивается статус самого полномочного пользователя и работает она в режиме супервизора, имея доступ ко всем командам, предусмотренным в машине. Программы пользователя имеют доступ лишь к ограниченному числу команд и, в обычном случае, работают в режиме задачи. Команды, которые не могут выполняться в режиме задачи, носят названиепривилегированных команд.

Мультипроцессорная обработка (multiprocessing)

Вмультипроцессорныхсистемах несколько процессоров работают с общей основной памятью и одной ОС. Здесь возникает необходимость обеспечения координированногоупорядоченного доступа для исключения конфликтных ситуаций, например, когда два процессора не могли бы одновременно изменять содержимое общей ячейки памяти и т.п. ситуации. Следует отметить, что упорядочение доступа необходимо также и для однопроцессорных машин.

Расслоение памяти

Метод расслоения памяти(storage interleaving) применяется для увеличения скорости доступа к оперативной памяти. В обычном случае во время обращения к какой-либо области памяти никакие другие обращения к памяти производиться не могут. При расслоении памяти соседние по адресам ячейки размещаются в различных модулях памяти, так что появляется возможность производить несколько обращений одновременно. Например,

при расслоении на два направления ячейки с нечетными адресами оказываются в одном модуле памяти, а с четными - в другом. Таким образом, расслоение памяти позволяет обращаться сразу к нескольким ячейкам, поскольку они относятся к различным модулям.

Регистр перемещения

Регистр перемещения (relocation register)обеспечивает возможность динамического перемещения программ в памяти. В регистр перемещения заносится базовый адрес программы, хранящейся в основной памяти. Содержимое регистра перемещения прибавляется к каждому указанному в выполняемой программе адресу. Благодаря этому пользователь может писать программу так, как если бы она начиналась с нулевой ячейки памяти, но реально в памяти программа может размещаться совсем не в тех местах, которые она должна была бы занимать согласно адресам, указанным при трансляции.

Прерывания и опрос состояний

См. прошлый семестр.

Буферизация

Буфер (buffer)- это область оперативной памяти, предназначенная для промежуточного хранения данных при выполнении операций ввода-вывода.

Существует несколько способов буферизации. При простой буферизации процесс обработки данных процессором и процесс занесения новых данных в буфер разделены во времени, т.е. в момент занесения новых данных процесс обработки производиться не может, и наоборот. Методдвойной буферизации позволяет совмещать эти процессы, т.е. когда канал заносит данные в один буфер, процессор может обрабатывать данные другого буфера. Такое поочередное использование буферов называютбуферизацией с переключениемили триггерной буфферизацией(flip-flop buffering). Ввод-вывод с буферизацией носит названиеспулинг(spooling).

Защита памяти

Защита памяти (storage protection) - важное условие работы для систем коллективного пользования. Защита памяти ограничивает диапазон адресов, которые доступны программе. Защиту памяти для программы, занимающей непрерывный блок ячеек памяти, можно реализовать с помощьюграничных регистров, где указываются старший и младший адреса этого блока памяти.

Защита памяти также может быть реализована с помощью ключей защитыпамяти (storage protect keys),относящихся к определенным областям основной памяти - программе разрешается обращение только к тем областям памяти, ключи которых совпадают с ключом данной программы.