рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Лекция: Архитектура компьютерной системы В лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы: управление прерываниями

Лекция: Архитектура компьютерной системы В лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы: управление прерываниями - Лекция, раздел Компьютеры, Лекция: Архитектура Компьютерной Системы ...

Лекция: Архитектура компьютерной системы

В лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы: управление прерываниями, памятью, вводом-выводом, иерархия памяти, ассоциативная память (кэширование), защита памяти, аппаратная защита памяти в системах с теговой архитектурой.

Содержание

  • Введение
  • Архитектура компьютерной системы
  • Функционирование компьютерной системы
  • Обработка прерываний
  • Архитектура ввода-вывода
  • Таблица состояния устройств
  • Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – DMA) – более эффективный метод работы контроллеров устройств ввода-вывода, используемый для работы высокоскоростных устройств, способных передавать информацию со скоростью, близкой к скорости работы памяти
  • Структура памяти
  • Аппаратная защита памяти и процессора
  • Аппаратная защита адресов памяти в системах с теговой архитектурой
  • Организация аппаратной защиты памяти и процессора
  • Ключевые термины
  • Краткие итоги
  • Набор для практики
    • Вопросы
    • Упражнения
    • Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

Введение

В данной лекции рассмотрим более подробно архитектуру компьютерной системы. Будут рассмотрены следующие вопросы:

  1. функционирование компьютерной системы
  2. архитектура ввода-вывода
  3. структура памяти
  4. иерархия памяти
  5. аппаратная защита памяти
  6. общая архитектура системы.

Архитектура компьютерной системы

Вот типичная структура современной настольной или портативной компьютерной системы, с указанием наиболее распространенных типов устройств и их… Рис. 4.1. Архитектура компьютерной системы.

Функционирование компьютерной системы

Обработка прерываний

Очевидно, что при обработке прерывания, в свою очередь, может возникнуть другое прерывание. В этом случае новое входящее прерывание задерживается… Кроме прерываний, генерируемых аппаратурой неявно при вычислениях (например,… При прерывании ОС сохраняет состояние процессора –значения регистров и значение счетчика команд (program counter –…

Архитектура ввода-вывода

Рис. 4.2. Временная диаграмма прерываний процессора при вводе-выводе. На диаграмме видны моменты смены состояний процессора и устройства ввода-вывода: прерывание по запросу на ввод-вывод,…

Таблица состояния устройств

На системном уровне, при обмене происходит следующее. Выполняется системный вызов (system call)– запрос к ОС путем вызова системной подпрограммы, в данном случае – чтобы позволить пользователю ожидать завершения ввода-вывода. Операционная система хранит таблицу состояния устройств, в которой каждому устройству соответствует элемент, содержащий тип устройства, его адрес и состояние. ОС индексирует таблицу устройств, с целью определения состояния устройства и модификации элемента таблицы для включения в нее информацию о прерывании.

Архитектура синхронного (a) и асинхронного (b) ввода-вывода иллюстрируется на рис. 4.3.


Рис. 4.3. Архитектура синхронного и асинхронного ввода-вывода

На схеме видно, что отличительной чертой синхронного обмена является переход процессора в состояние ожидания до окончания операции ввода-вывода.

На рис. 4.4 показан пример состояния таблицы устройств ввода-вывода, хранимой операционной системой. Для каждого устройства хранится информация о его имени, состоянии, а для занятых устройств – адрес начала и длина порции информации, подлежащей обмену. Если для некоторого устройства (в примере – диск3) имеется несколько запросов на ввод-вывод, все они организуются в очередь и обслуживаются по очереди, по мере освобождения устройства.


Рис. 4.4. Пример состояния таблицы внешних устройств ОС

Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – DMA) – более эффективный метод работы контроллеров устройств ввода-вывода, используемый для работы высокоскоростных устройств, способных передавать информацию со скоростью, близкой к скорости работы памяти

DMA-контроллер передает блок данных из буферной памяти непосредственно в основную память, без участия процессора. Преимущество подобного широко применяемого подхода – не только в том, чтобы избежать лишней пересылки данных из одной области памяти в другую, но также в том, что прерывание в этом случае генерируется на каждый блок пересылаемых данных (хранящийся в буфере), но не на каждый пересылаемый байт, как при более традиционном способе обмена.

Структура памяти

В качестве вторичной памяти чаще всего используются жесткие диски (hard disks).Физически они состоят из твердых пластин из металла или стекла,… Устройство жесткого диска показано на рис. 4.5.

Аппаратная защита памяти и процессора

Использование системного вызова для выполнения ввода-вывода иллюстрируется на рис. 4.7. Рис. 4.7. Использование системного вызова для выполнения ввода-вывода.

Аппаратная защита адресов памяти в системах с теговой архитектурой

Как уже пояснялось, в такой компьютерной системе каждое слово памяти имеет тег– информацию о типе данных, хранящемся в данном слове. Специальные… Адрес в системе с теговой архитектурой представлен специальным адресным словом… Кроме дескриптора, имеется также косвенное слово (indirect word)– тегированный адрес для обращения к элементу данных…

Организация аппаратной защиты памяти и процессора

При исполнении в привилегированном режиме ОС имеет неограниченный доступ, как к памяти монитора, так и к памяти пользователя. Команды записи… В системах с теговой архитектурой только привилегированная команда может… Для организации периодических прерываний в системе имеется таймер –системный регистр, содержащий некоторое…

Ключевые термины

BluRay – диск– разновидность компакт-дисков большой емкости (25 – 50 ГБайт). COM (communication port, serial port, последовательный порт)– порт для… DMA (Direct Memory Access) –контроллеры с прямым доступом к оперативной памяти, минуя использование специализированной…

Краткие итоги

Модули компьютерной системы – процессор, память и внешние устройства с их контроллерами – функционируют параллельно. Контроллер имеет локальный… Обработка прерываний осуществляется через резидентный вектор прерываний,… Ввод-вывод может быть синхронным и асинхронным. Для обработки ввода-вывода ОС хранит и использует таблицу состояния…

Набор для практики

Вопросы

Упражнения

Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

  1. Обзор архитектуры компьютерной системы (реферат).
  2. Обзор асинхронных и синхронных методов ввода-вывода в компьютерных системах (реферат).
  3. Методы обработки прерываний с помощью вектора прерываний (реферат).
  4. Обзор иерархии и видов внешней памяти (реферат).
  5. Обзор методов защиты памяти в компьютерных системах (реферат).

 

 

– Конец работы –

Используемые теги: Лекция, архитектура, компьютерной, системы, Лекции, робно, рассмотрена, архитектура, компьютерной, системы, управление, прерываниями0.144

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Лекция: Архитектура компьютерной системы В лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы: управление прерываниями

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Управление, его цель и задачи функции. Организация управления. Система управления в составе системы производства
Информационная система ИС это организационно упорядоченная взаимосвязанная совокупность средств и методов ИТ а также используемых для хранения... Российский ГОСТ РВ определяет информационную систему как... Основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной...

Лекции 1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КАТЕГОРИЯ ИНФОРМАТИКИ. 2 ЛЕКЦИИ 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. 12 ЛЕКЦИЯ 3. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ. 20 ЛЕКЦИЯ 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ.. 49 Широко распространён также англоязычный вар
gl ОГЛАВЛЕНИЕ... Лекции ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КАТЕГОРИЯ ИНФОРМАТИКИ... ЛЕКЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ...

Лекция 1. Тема: Операционная система. Определение. Уровни операционной системы. Функции операционных систем. 1. Понятие операционной системы
Понятие операционной системы... Причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в... Операционная система ОС это программное обеспечение которое реализует связь между прикладными программами и...

Лекция первая. ИСТОРИЯ СОЦИОЛОГИИ КАК ОБЛАСТЬ ЗНАНИЯ Лекция вторая. ИЗ КАКИХ ИДЕЙ РОДИЛАСЬ СОЦИОЛОГИЯ: ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИСТОКИ НОВОЙ НАУКИ Лекция третья. СОЦИОЛОГИЯ ОГЮСТА КОНТА ЛЕКЦИИ
Оглавление... ОТ АВТОРА... Лекция первая ИСТОРИЯ СОЦИОЛОГИИ КАК ОБЛАСТЬ ЗНАНИЯ Лекция вторая ИЗ КАКИХ ИДЕЙ РОДИЛАСЬ СОЦИОЛОГИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИСТОКИ НОВОЙ НАУКИ...

Лекция: Уровни абстракции ОС. ОС с архитектурой микроядра. Виртуальные машины. Цели проектирования и разработки ОС. Генерация ОС В лекции рассматриваются следующие вопросы: методы проектирования и реализации ОС: уровни абстракции ОС; ОС с архитектурой мик
В лекции рассматриваются следующие вопросы методы проектирования и реализации... Содержание Введение Уровни абстракции ОС Операционные системы с микроядром Виртуальные машины другой распространенный подход к...

Учебная программа курса. 4. Лекция 1. История психологии как наука. 5. Лекция 2. Античная философия и психология. 6. Лекция 3. Развитие психологии в Средневековый период. 19. Лекция 16. Тревога и защита
Введение... Учебная программа курса... Рабочая программа курса Лекция История психологии как наука...

Понятие управления. Виды управления. Управленческий труд и его особенности. МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ. ПОДХОДЫ К УПРАВЛЕНИЮ
Основатель Ф У Тейлор В г выпустил первую печатную работу которая... Основная идея используя замеры и наблюдения за работой исполнителей можно оптимизировать технологию выполнения работ...

Компьютерные информационные технологии в управлении. Классификация систем управления
Цель КИС подготовка к использованию современных информационных технологий в рамках КИС как инструмента для решения научных и практических задач в... Понятие информационной технологии Корпоративные информационные...

ЛЕКЦИЯ № 1. Факторы выживания в природной среде ЛЕКЦИЯ № 2. Обеспечение водой ЛЕКЦИЯ № 3. Обеспечение питанием ЛЕКЦИИ по ОБЖ
КЛАСС Содержание Стр I четверть ЛЕКЦИЯ Факторы выживания в природной среде ЛЕКЦИЯ... ЛЕКЦИЯ Факторы выживания в природной... ЛЕКЦИЯ Обеспечение питанием...

0.036
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам