Тема 2 Аппаратура и программное обеспечение

Расслоение памяти

Метод расслоения памяти (interlink) применяется для увеличения скорости доступа к основной (оперативной) памяти. Например – при расслоении на 2 направления, ячейки с нечётными адресами оказываются в одном модуле памяти, а с чётными на другом.

Регистр перемещения

-`Обеспечивает возможность динамического перемещения программ 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. Физический адрес = Регистр перемещения + Относительный адрес (адрес переменной от начала программы)

Прерывания и опрос состояний

Опрос – это способ позволяющий некоторому устройству проверить состояние другого независимого устройства.

Прерывания дают возможность одному устройству немедленно привлечь внимание другого устройства, с тем чтобы первое могло сообщить об изменении своего состояния.

Буферизация

Буфер – это область основной памяти, предназначенная для промежуточного хранения данных при выполнении операции ввода/вывода.

При использовании простой буферизации, помещаемые в буфер данные, ЦП обрабатывает, затем помещается следующая порция данных.

Данные ЦП

Буфер

Метод двойной буферизации позволяет совмещать двойной процесс с вводом/выводом данных.

Защита памяти

Можно реализовать при помощи так называемых граничных регистров или при помощи включении защиты памяти.

У каждой программы есть свой ключ.

Интервальный таймер

Это эффективный способ предотвращения монополизации процессора одним из пользователей в многоабонентских системах или одной из программ в мультипрограммных системах. По истечении заданного интервала времени, называемого квантом, таймер генерирует сигнал прерывания.

Относительная адресация

В связи с постоянным увеличением объёмов памяти стали использовать относительную адресацию при работе, потому что включение длинных адресов, формат каждой команды, стоило дорого. Поэтому для обеспечения работы с очень большими адресными пространствами начали применять адресацию типа «база + смещение».

Режим задачи, режим супервизора и привилегированной команды.

ОС обычно присваивается статус самого уполномоченного пользователя и работает она в режиме супервизора. Она имеет доступ ко всем командам, предусмотренным в машине.

Работающая программа может выполнять только некоторое подмножество команд. Для большинства машин подобного разделения вполне достаточно, однако в случае машин с высокими требованиями по защите от несанкционированного доступа желательно иметь более 2-х режимов.

Виртуальная память

Система виртуальной памяти позволяет программам работать с адресными пространствами гораздо большего размера, чем адресное пространство основной памяти.

Конвееризация – аппаратный способ, применяемый в высокопроизводительных вычислительных машинах с целью использования определённых типов параллелизма для повышения эффективности обработки команд.

Иерархия памяти

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес. Множество адресов, доступных программе называется адресным пространством. Современные вычислительные машины содержат несколько видов памяти.

Иерархия: Регистры Кэш Основная Внешняя