Операционные системы. Управление ресурсами


Аппаратная архитектура и поддержка ОС


Существует несколько различных определений того, что следует считать аппаратной архитектурой ЭВМ, каждое из таких определений "работает" для определенного класса задач. Мы, как программисты, воспользуемся таким определением:

Аппаратной архитектурой называются те компоненты вычислительной системы, через которые программное обеспечение взаимодействует с аппаратурой.

Таким образом, в аппаратную архитектуру попадают не все компоненты компьютера, а только программно доступные - те, состоянием и действием которых программа может управлять или с которых программа может считать информацию. В состав этих средств входят:

  • система команд процессора;
  • регистры процессора;
  • память;
  • система ввода-вывода;
  • система прерываний.

Аппаратную поддержку управления памятью и вводом-выводом мы рассматриваем отдельно (в главах 3 и 6 соответственно).

Система команд процессора - обеспечивает выполнение программой действий по обработке данных. Большинство команд в системе команд процессора имеет прикладное назначение, однако в некоторые команды из набора команд процессора предназначены для организации управления вычислительным процессом и, таким образом, непосредственно поддерживают функционирование ОС. Такие команды в современных системах являются привилегированными - это, например, команды ввода-вывода и изменения состояния системы. Современные ОС рассчитаны на наличие в вычислительной системе двух (как минимум) режимов функционирования процессора - привилегированного режима (режим ядра в терминологии Unix) и непривилегированного режима (режим процесса в Unix). Если программа, выполняющаяся в режиме ядра, может выполнять любые команды, то для программы, выполняющейся в режиме процесса, привилегированные команды запрещены. Попытка программы выполнить привилегированную команду в режиме процесса вызывает исключение (см. ниже). В системе ESA, например, таких основных состояний два (есть еще ряд промежуточных) [26], они называются "супервизор" и "задача", такие же названия они имеют в процессоре Power PC.


Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин