Лекции Томилина (1156250), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1) Регистровая аппаратура

– регистр прерывания.

Каждый бит означает, что возникло прерывание. Возможно прерывание 2-го уровня, тогда в регистре прерываний выставлена 1, которая означает, что прерывание произошло для регистра 2-го уровня.

1

Маскирование прерываний (аналогично)? регистру, но 1 означает запрещение прерывания. 1 на регистре 2-го уровня означает его запрещение целиком.

11

Флаг общего разрешения прерываний 1 означает – прерывания разрешены.

2)Буфер сообщений разрешения прерываний в оперативной памяти.

Прерывание

– буфер сообщений о нём. Прерывания

обрабатываются с задержкой.

Возможно ещё один буфер прерываний с

Более высоким приоритетом.

3) Области упрятывания. (Это необходимо, т. к. происходит переход на программную обработку прерывания. При этом:

1. упрятывание регистров.

2. Обработка прерывания. (В процессе обработки могут возникнуть ещё прерывания

3. Восстановление после обработки прерываний. В процессе восстановления должен стоять флаг запрета прерываний

Аппаратура многоуровневой защиты.

1. Защита области внутри памяти.

2. Защита внутри каждой области памяти

Внутренняя центральная часть сильнее всего

защищена. Обращаться к более высокому

уровню защиты через его интерфейс.

Что для этого нужно:

1 2 3 4

PSW

1 – запрещение или разрешение прерывания во время обращения.

2 – текущий уровень.

3 – номер уровня защиты текущего.

4 – номер уровня с которого обращались. При этом ОС контролирует

возможные ошибки.

Специальные регистры и команды процессора для поддержки обработки прерываний.

1. ВОП – вектор прерываний

2. ВОМ – запоминается описательная область задачи (информационное

поле задачи).

адрес возвр.

содержание

нескольких

регистров

программа

обработки

прерываний

Блок переключения

процессов

(задач)

Задача (1)

прерыв.

N

Команды для поддержки обработки прерываний:

SAVECONTEXT – запоминает все регистры в область описания памяти

LOADCONTEXT – восстанавливает всё из памяти в регистры.

Аппаратная поддержка взаимодействия программных модулей.

Пусть модули сидят в сегменте.

Сегмент 1 Сегмент 2

При этом один модуль обращается к другому сегменту и модулю.

При этом вместо того, что - бы целиком записать в ОП сегменты создаётся сегмент 1', который содержит связи, и называется (зоной связи), в которой если

содержится 0, то происходит к другому модулю с

(0)

(0)

(1)

………………….

(0)

переходом, а если стоит 1 то не происходит.

Иерархия запоминающих устройств.

Обычно это:

1) регистровая память.

2) оперативная память.

3) массовая память.

4) внешняя память.

Каждый из этих устройств работает на несколько порядков медленное устройств с предыдущего уровня.

Организации КЭШ

Полностью ассоциативная КЭШ

A₂ По занесению в КЭШ считывается

16 его соседей.

16 слов Возможно расслоение памяти когда

считываются с интервалом в 16

слов

А₂

16 слов

Память прямого отображения

Частично ассоциативная КЭШ – группы блоков под набор адресов и внутри группы полная ассоциативность.

Помещение информации в КЭШ:

1) Сквозная запись – при записи в КЭШ происходит запись и в память.

2) Обратная запись – запись с более поздним выталкиванием в оперативную

память.

КЭШ для схемы с общей памятью.

ПР

ПР

ПР

КЭШ могут общаться между собой.

Ещё сложнее в NUMA архитектуре.

ОП

ОП

КЭШ

КЭШ

КЭШ

КЭШ

КЭШ

ШИНА

ШИНА

ОП

Оперативная память

Односегментное отображение виртуальной памяти

При этом защищается адрес начала и смотрится

нет - ли обращения в интервал длинны т. е. От ад-

реса начало до номера начала (?). При этом возни-

Зад 1 кает фрагментация, когда есть свободная память, а

ни одну новую задачу поставить нельзя. Если сег-

мента не хватает, приходиться применять ???????.

Зад 2 Зато гибко организованна многопроцессорность.

Сегментная организация оперативной памяти.

Таблица сегментов памяти

Сегм. 1

Зад. 1

Сегм. 2

Зад. 2

N сегмента бит защита уровень адрес

присутствия защиты ВОП

S d - смещение

Физич. S d

при этом адрес полученный из вирт. след обр. вирт. адрес

- физ. адрес сегмента номер сегмента

Для любого обращения к памяти требует предварительного обращения к таблице сегментов. Для этого используются аппараты адресной трансляции, при таком подходе возникает очень сильная внутренняя фрагментаризация.

Страничная организация памяти

Физическая память набора страниц одинакового размера. Страницы могут откачиваться во внешнюю память. При удачной организации подкачки страниц может наблюдаться повышение производительности.

ОП

страница При этом адрес представляется

P d

p – номер страницы

d – следующая страница

Таблица страницы виртуальной памяти

Физический адрес

Уровень зап

Бит представления

М

А

ожет быть несколько блоков данных

Табл. стр

Табл. Стран.

21) Сегментно стран организации памяти.

При такой организации виртуальный адрес выглядит следующим образом:

S

Si Pi disp

i – сегмент,

Pi – страница

Disp - смещение

Т абл. Сегмент табл.стр.

Физический адрес

i j

табл. Страница

Организация вертуальной памяти

Механизм замены реальных адресов памяти фиктивными.

П

Модуль С

Модуль А

Модуль В

усть в ОП ВП

Модуль С – занимает место модуля А или В в оперативной памяти. При этом используются вертуальные адреса т.е. которые уникальным образом определяют каждую запущенную задачу, но при этом задача может быть отсвотерованна на внешнюю память.

(см. страничную организацию памяти.)

Типы устройств внешней памяти и ввода-вывода

Внешние устройства – это вся периферия, например монитор.

Внешние запоминающие устройства

Магнитный барабан – очень быстрое устройство для считывания, потому, что магнитная лента – в принципе не заменяемое устройство.

Магнитные диски – медленнее чем барабан, но при большем объеме памяти. Старт-стопный режим – данные посылаются в буфер где всё обрабатывается само. Нестандартный режим считывания происходит через определенный интервал. Пример: принтер, перфокарта. Если устройство ненадежно, то применяют коррекцию ошибок с помощью кода элемента.

Селекторные и мультимедийные каналы связи.

ЦП

ОП

Регистр данных

Канал

Р егистр адреса слова (адр. в упр. куда зат рез)

Регистр управления слова

ХХ

ХХ

ВХ

ВХ

имена

Р

КОП

егистр управляющего слова

А в оперативную память передача направления

Число перед элем.

При этом мы получаем так называемый селекторный канал, он работает только с одним устройством.

Программа подканала (устройства)

Адр. n

Команда на обмен

Регистр управления слова

Адр. – где прак команд команд в прогр. подканала

Число передаваеиых данных

Бит прерывания

Новый регистр канала куда посылать информ. при этом программа посылается целиком.

Мультиплексный канал – одновременная работас "медленными" устройствами.

Байт мультиплексный режим все устройства опрашиваются поочереди и выбираются по байту.

Цикл работы мультимедийного канала

1. Считывание адресного слова i-го подканала.

2. Считывание управляющего слова i –го подканала

3. Выполнение объема байтом (блоком)

4. Изменение управляющего слова i –го подканала

5. Запись обратного управляющего слова i –го подканала

6. ( запись измененного адресного слова).

Шинный подход

Имеется множество каналов у каждого слоя программа обмена.

1. Процессор сам непосредственно организует обмен. Централизованный подход.

2. Децентрализованный подход.

Общая шина. Обмен между устр. по шине организован так, что прцессор не останавливается на это время.

Дальше можно поручить ввод – вывод

Внешней машине ввода/вывода.

Может быть 1 процессор основной и несколько специализированных даже со своей памятью (например спец. проц. Для обмена, связи и т.п.).

Назначения и типы ММВК

Предназначены для:

1. дублирования машин с целью повышения надежности вычислений.

2. параллелизм работы

3. к

   ЭВМ 1

   ЭВМ 2

   ЭВМ 3

   онвейер ЭВМ для систем реального времени.

Организация передачи данных в ММВК с общедоступной памятью (АС-6)

ЦП

ОП

К1

К2

ПМ 6

БЭСМ 6

ЦП ОП

МНО

ОП

ПМ 6

ЦП

ОП

К3

ВУ

Это то, что стоит в ЦУПЕ

ПМ – 6 – канал 2 – го уровня

Способность канала 1-го уровня 2000 сообщ. по 100 бит в секунду.

При этом команда на передачу данных выглядит следующим образом:

КОП N-получ. Адрес в N-отправ. Адрес в 50 б

получ. отправ.

Собственные данные

Организация супер ЭВМ как ММВК

С

I - 860

I- 805

труктура вычислительного модуля и коммуникаций МВС-100 или TMS

с

Alpha

4 линками

Буфер операц. обмена

+MS

ХХ

Внешняя

машина

при такой организации

максимальная длина транзита 3

С оединение модулей между собой

При такой организации максимальная длина связи 5.

Общий вид ММВК.

-основная машина состоит из проц. и опер памяти, имеющая свою операционную систему

- массовая память

магнитные диски

внешняя машина внешняя машина

Характеристики

Список файлов лекций