Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Λειτουργικά Συστήματα Κλειώ Σγουροπούλου.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Λειτουργικά Συστήματα Κλειώ Σγουροπούλου."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Λειτουργικά Συστήματα Κλειώ Σγουροπούλου

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Λειτουργικό Σύστημα  Ένα πρόγραμμα που διαχειρίζεται τους πόρους ενός υπολογιστικού συστήματος και ενεργεί ως ‘μεσάζων’ μεταξύ του χρήστη και των πόρων αυτών hardware operating system computer application user

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Λειτουργίες Λειτουργίες  Απαλλάσει από τον προβληματισμό για πρόσβαση στα στοιχεία υλικού  Παρέχει ευκολίες για το χειρισμό προγραμμάτων και δεδομένων  Διαμοιράζει τους πόρους του υπολογιστή ανάμεσα σε χρήστες που εργάζονται ταυτόχρονα

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κατηγορίες & μορφές λειτουργίας ΛΣ  Κατηγορίες  Ομαδικής επεξεργασίας (batch processing)  Με μοίρασμα χρόνου (time sharing)  Πραγματικού χρόνου (real time)  Μορφές λειτουργίας  Εναλλαγή  Πολυπρογραμματισμός

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Πολυπρογραμματισμός  Προγράμματα και δεδομένα για πολλές εργασίες στην ΚΜΕ την ίδια στιγμή  Βελτιωμένη χρησιμοποίηση πόρων  Ταυτόχρονη πρόσβαση χρηστών στον υπολογιστή Ι/Ο RUN !!! CPU Ι/Ο Ι/Ο CPU CPU CPU CPUCPU A B C

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Στοιχεία για υλοποίηση πολυπρογ.  Διανομή (dispatching)  Εναλλαγή εργασιών στην ΚΜΕ  Χειρισμός διακοπών (interrupt handling)  Ολοκλήρωση μεταφοράς εισόδου/εξόδου  Εκχώριση πόρων (resource allocation)  Απόδοση μνήμης, συσκευές ε/ε  Προστασία πόρων (resource protection)  Χρονοπρογραμματισμός (scheduling)  Απόφαση για το ποια εργασία θα εκτελεστεί

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Εκχώριση ΚΜΕ: ο διανομέας (1)  Καταμερισμός της/των ΚΜΕ στις διάφορες διεργασίες (ΛΣ και χρηστών) με  συνεχή εναλλαγή για μικρά χρονικά διαστήματα (κβάντα χρόνου) ΕΤΟΙΜΗ ΤΡΕΧΟΥΣΑ ΔΕΣΜΕΥΜΕΝΗ Εκκίνηση Επιλογή από διανομέα Εκπνοήκβάντου Τερματισμός Εκκίνηση Ι/Ο ή αίτημα για πόρο Ολοκλήρωση Ι/Ο ή εκχώριση πόρου

8 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Εκχώριση ΚΜΕ: ο διανομέας (2)  Ο διανομέας καλείται όταν  Ολοκληρωθεί μια τρέχουσα διεργασία  Τελειώσει το κβάντο χρόνου μιας τρέχουσας διεργασίας  Μια διεργασία δεσμευθεί για ε/ε  Κριτήριο επιλογής:  Δίκαιος διαμοιρασμός, τήρηση προτεραιοτήτων, κλπ.

9 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Διαχείριση Μνήμης  Τρεις όψεις:  Εκχώριση (allocation): ορισμός επαρκούς μνήμης για φύλαξη προγράμματος/δεδομένων  Προστασία (protection): παρεμπόδιση μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης/επιθεώρησης  Χρησιμοποίηση (utilization): χρήση κατά τον καλύτερο δυνατό τρόπο Μετασχηματισμός διευθύνσεων προγράμματος σε διευθύνσεις μνήμης

10 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Καταχωρητές βάσης & ορίου ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΒ Καταχ. Βάσης 2800 Καταχ. Βάσης 1200 Καταχ. Ορίου

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Καταχωρητές βάσης & ορίου  Μειονεκτήματα:  Κατακερματισμός μνήμης •Συγχώνευση •Συμπύκνωση  Ταυτόχρονη ύπαρξη προγράμ./δεδομένων •Χώρος για ολόκληρο το πρόγραμμα/δεδομένα •Μέγεθος προγράμματος περιορίζεται από χωρητικότητα μνήμης του υπολογιστή

12 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Σελιδοποίηση  Επιτρέπει εκτέλεση διεργασίας με μέρος μόνο από το πρόγραμμα/δεδομένα της στη μνήμη  Διαμέριση προγράμματος/δεδομένων σε σελίδες  Διαμέριση μνήμης υπολογιστή σε πλαίσια σελίδων  Σε οποιαδήποτε στιγμή κάθε διεργασία μπορεί να έχει σελίδες που καταλαμβάνουν πλαίσια σελίδας στη μνήμη ενώ οι υπόλοιπες παραμένουν στη δευτερεύουσα μνήμη  Αίσθηση εικονικής μνήμης (virtual memory)

13 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Σελιδοποίηση

14 Σελιδοποίηση Σχέση μεταξύ εικονικών και φυσικών διευθύνσεων

15 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Σελιδοποίηση Εσωτερική λειτουργία της Μονάδας Διαχείρισης Μνήμης για 16 σελίδες των 4ΚΒ

16 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Σελιδοποίηση  Προστασία: χρήση ξεχωριστού πίνακα σελίδων για κάθε διεργασία  Αντικατάσταση σελίδας  First-In-First-Out (FIFO)  Least Recently Used (LRU)  Longest Residence in Memory (LRM)  Least Frequently Used (LFU)

17 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ FIFO  Αντικατέστησε την παλαιότερη σελίδα (αυτή που έχει εισαχθεί πρώτη)  Προβλήματα:  Μπορεί οι παλιές σελίδες να χρησιμοποιούνται συχνά  Τα σφάλματα αναφοράς μπορεί να αυξηθούν όσο αυξάνονται τα πλαίσια σελίδας!!! (Belady’s Anomaly)

18 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Παράδειγμα FIFO: 3 πλαίσια  Ακολουθία αναφοράς: 1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5  1 – σφάλμα – 1,-,-  2 – σφάλμα – 1,2,-  3 – σφάλμα – 1,2,3  4 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,3,4  1 – σφάλμα, αντικατάσταση – 3,4,1  2 – σφάλμα, αντικατάσταση – 4,1,2  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 1,2,5  1 – 1,2,5  2 – 1,2,5  3 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,5,3  4 – σφάλμα, αντικατάσταση – 5,3,4  5 – 5,3,4 9 σφάλματα

19 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Παράδειγμα FIFO: 4 πλαίσια  Ακολουθία αναφοράς: 1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5  1 – σφάλμα – 1,-,-,-  2 – σφάλμα – 1,2,-,-  3 – σφάλμα – 1,2,3,-  4 – σφάλμα – 1,2,3,4  1 – 1,2,3,4  2 – 1,2,3,4  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,3,4,5  1 – σφάλμα, αντικατάσταση – 3,4,5,1  2 – σφάλμα, αντικατάσταση – 4,5,1,2  3 – σφάλμα, αντικατάσταση – 5,1,2,3  4 – σφάλμα, αντικατάσταση – 1,2,3,4  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,3,4,5 10 σφάλματα

20 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ LRU  Αντικατέστησε τη σελίδα που δεν έχει χρησιμοποιηθεί για το μεγαλύτερο διάστημα  Προβλήματα:  ‘Ακριβή’ υλοποίηση: π.χ. Ανάγκη διατήρησης χρονικής πληροφορίας (time stamp) για κάθε σελίδα

21 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Παράδειγμα LRU: 3 πλαίσια  Ακολουθία αναφοράς: 1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5  1 – σφάλμα – 1,-,-  2 – σφάλμα – 1,2,-  3 – σφάλμα – 1,2,3  4 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,3,4  1 – σφάλμα, αντικατάσταση – 3,4,1  2 – σφάλμα, αντικατάσταση – 4,1,2  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 1,2,5  1 – 2,5,1  2 – 5,1,2  3 – σφάλμα, αντικατάσταση – 1,2,3  4 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,3,4  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 3,4,5 10 σφάλματα

22 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Παράδειγμα LRU: 4 πλαίσια  Ακολουθία αναφοράς: 1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5  1 – σφάλμα – 1,-,-,-  2 – σφάλμα – 1,2,-,-  3 – σφάλμα – 1,2,3,-  4 – σφάλμα – 1,2,3,4  1 – 2,3,4,1  2 – 3,4,1,2  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 4,1,2,5  1 – 4,2,5,1  2 – 4,5,1,2  3 – σφάλμα, αντικατάσταση – 5,1,2,3  4 – σφάλμα, αντικατάσταση – 1,2,3,4  5 – σφάλμα, αντικατάσταση – 2,3,4,5 8 σφάλματα

23 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Χρονοπρογραμματισμός  Παράγοντες:  Ποσότητα πόρων που απαιτεί μια διεργασία  Ποσότητα διαθέσιμων πόρων  Προτεραιότητα εργασίας  Χρονικό διάστημα που περίμενε η εργασία  Εκχώριση πόρων  Στατική  Δυναμική •Καλύτερη χρησιμοποίηση πόρων •Δύσκολη διαχείριση •Αδιέξοδο


Κατέβασμα ppt "ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Λειτουργικά Συστήματα Κλειώ Σγουροπούλου."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google