ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τρίτη Έκδοση ANDREW S

Παρουσίαση με θέμα: "ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τρίτη Έκδοση ANDREW S"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τρίτη Έκδοση ANDREW S
ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τρίτη Έκδοση ANDREW S. TANENBAUM Κεφάλαιο 5 Είσοδος/Έξοδος A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

2 Συσκευές Ε/Ε Εικόνα 5-1. Μερικοί τυπικοί ρυθμοί δεδομένων συσκευών, δικτύων, και διαύλων. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

3 Ε/Ε με χαρτογράφηση στη μνήμη (1)
Εικόνα 5-2. (α) Ξεχωριστοί χώροι διευθύνσεων Ε/Ε και μνήμης. (β) Ε/Ε με χαρτογράφηση στη μνήμη. (γ) Υβριδική υλοποίηση. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

4 Ε/Ε με χαρτογράφηση στη μνήμη (2)
Εικόνα 5-3. (α) Αρχιτεκτονική με ένα δίαυλο. (β) Αρχιτεκτονική με δύο διαύλους. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

5 Άμεση προσπέλαση μνήμης Direct Memory Access (DMA)
A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

6 Και πάλι οι διακοπές Εικόνα 5-5. Ο τρόπος με τον οποίο συμβαίνει μια διακοπή. Οι συνδέσεις ανάμεσα στις συσκευές και τον ελεγκτή διακοπών χρησιμοποιούν στην πραγματικότητα γραμμές διακοπών στο δίαυλο και όχι αποκλειστικά καλώδια. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

7 Ακριβείς και μη-ακριβείς διακοπές (1)
Ιδιότητες ακριβούς διακοπής 1. O PC (Program Counter — Μετρητής Προγράμματος) αποθηκεύεται σε γνωστή θέση. 2. Όλες οι εντολές πριν από αυτή στην οποία δείχνει ο PC έχουν ολοκληρωθεί. 3. Δεν έχει εκτελεστεί καμία εντολή μετά από αυτή στην οποία δείχνει ο PC. 4. Η κατάσταση εκτέλεσης της εντολής στην οποία δείχνει ο PC είναι γνωστή. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

8 Ακριβείς και μη-ακριβείς διακοπές (2)
Εικόνα 5-6. (α) Μια ακριβής διακοπή. (β) Μια ανακριβής διακοπή. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

9 Προγραμματισμένη Ε/Ε (1)
Εικόνα 5-7. Βήματα για την εκτύπωση συμβολοσειράς. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

10 Προγραμματισμένη Ε/Ε (2)
Εικόνα 5-8. Μεταβίβαση μιας συμβολοσειράς στον εκτυπωτή με τη χρήση προγραμματισμένης Ε/Ε A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

11 Ε/Ε με διακοπές Εικόνα 5-9. Εκτύπωση συμβολοσειράς με τη χρήση Ε/Ε οδηγούμενης από διακοπές. (α) Ο κώδικας που εκτελείται όταν ενεργοποιείται η κλήση συστήματος για την εκτύπωση. (β) Διαδικασία εξυπηρέτησης διακοπής για τον εκτυπωτή. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

12 Ε/Ε με DMA Εικόνα Εκτύπωση μιας συμβολοσειράς με τη χρήση DMA. (α) Ο κώδικας που εκτελείται όταν ενεργοποιείται η κλήση συστήματος για την εκτύπωση. (β) Διαδικασία εξυπηρέτησης διακοπής A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

13 Επίπεδα λογισμικού Ε/Ε
Εικόνα Τα επίπεδα του συστήματος λογισμικού Ε/Ε. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

14 Χειριστές διακοπών (1) Αποθήκευσε όσους καταχωρητές (μεταξύ των οποίων και ο PSW) δεν έχει ήδη αποθηκεύσει το υλικό των διακοπών. Καθόρισε το περιβάλλον (context) για τη διαδικασία εξυπηρέτησης διακοπής. Η ενέργεια αυτή ενδεχομένως χρειάζεται να δώσει τιμές στην TLB, την MMU, και έναν πίνακα σελίδων. Δημιούργησε μια στοίβα για τη διαδικασία εξυπηρέτησης διακοπής. Στείλε επιβεβαίωση στον ελεγκτή διακοπών. Αν δεν υπάρχει κεντρικός ελεγκτής διακοπών, επανενεργοποίησε τις διακοπές. Αντίγραψε τους καταχωρητές από τη θέση στην οποία έχουν αποθηκευτεί (πιθανότατα σε κάποια στοίβα) στον πίνακα διεργασιών. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

15 Χειριστές διακοπών (2) Εκτέλεσε τη διαδικασία εξυπηρέτησης διακοπής. Αυτή θα εξαγάγει πληροφορίες από τους καταχωρητές του ελεγκτή της συσκευής που προκαλεί τη διακοπή. Επίλεξε τη διεργασία που πρόκειται να εκτελεστεί στη συνέχεια. Αν η διακοπή έχει ετοιμάσει κάποια διεργασία υψηλής προτεραιότητας που ήταν μπλοκαρισμένη, η διεργασία αυτή μπορεί πλέον να επιλεγεί προς εκτέλεση. Καθόρισε το περιβάλλον της MMU για τη διεργασία που θα εκτελεστεί αμέσως μετά. Ίσως χρειάζεται να αλλάξουν κάποια δεδομένα και στην TLB. Φόρτωσε τους καταχωρητές της νέας διεργασίας, μεταξύ των οποίων και ο PSW της. Ξεκίνησε την εκτέλεση της νέας διεργασίας. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

16 Οδηγοί συσκευών Εικόνα Η λογική τοποθέτηση των οδηγών συσκευών. Στην πραγματικότητα, όλες οι επικοινωνίες ανάμεσα στους οδηγούς και στους ελεγκτές των συσκευών γίνονται μέσω του διαύλου. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

17 Λογισμικό Ε/Ε ανεξάρτητο της συσκευής
Εικόνα Λειτουργίες λογισμικού Ε/Ε ανεξάρτητου από τις συσκευές. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

18 Ομοιόμορφη διασύνδεση για τους οδηγούς συσκευών
Εικόνα (α) Χωρίς πρότυπη διασύνδεση οδηγών. (β) Με πρότυπη διασύνδεση οδηγών. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

19 Λογισμικό Ε/Ε χώρου χρήστη
Εικόνα Τα επίπεδα του συστήματος Ε/Ε και οι κυριότερες λειτουργίες καθενός. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

20 Αλγόριθμοι χρονοπρογραμματισμού βραχίονα δίσκου (1)
Παράγοντες χρόνου ανάγνωσης/εγγραφής Χρόνος αναζήτησης (seek time — ο χρόνος που χρειάζεται για να μετακινηθεί ο βραχίονας στον κατάλληλο κύλινδρο). Καθυστέρηση λόγω περιστροφής (rotational delay — ο χρόνος που χρειάζεται για να περιστραφεί ο κατάλληλος τομέας κάτω από την κεφαλή). Χρόνος μεταφοράς δεδομένων.Seek time (the time to move the arm to the proper cylinder). A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)