Модели синхронизации при обмене с внешними устройствами
Существует две принципиально различные стратегии выполнения обмена с внешними устройствами: синхронная и асинхронная работа с ВУ.
Синхронная организация обмена
Процессор подает запрос внешнему устройству и ожидает завершения выполнения запроса.
Системы с синхронной организацией работы ВУ неэффективны с точки зрения использования времени работы центрального процессора. Процессор часто «ожидает» выполнения запроса. Наиболее подходит для однопрограммных специализированных вычислительных систем.
Асинхронная организация обмена
При обработке запроса к ВУ происходит разделение выполнения на три части:
1) передача ЦП запроса на выполнение работ. После этого процессор может выполнять другие команды.
2) параллельно работе ЦП происходит выполнение запроса к ВУ (т.е. в это время процессор может выполнятьдругие машинные команды).
3) выполнение работы ЦП прерывается и ему передается информация о завершении выполнения запроса. ЦП может также приостановить работу в случае обращения в область ОЗУ, находящуюся в обмене.
Асинхронная организация работы с ВУ более эффективна, но требует наличия развитого аппарата прерываний.
Билет. Иерархия памяти
ЦП: РОН, КЭШ L1 ; КЭШ L2 ; ОЗУ ; ВЗУ прямого доступа с внутр. Кэш буферизацией ; ВЗУ прямого доступа без внутр. Кэш буферизации ; ВЗУ долговременного хранения данных
Данная иерархия строится с позиций близости к ЦП, стоимости памяти и системной составляющей.
|
|
|
· Т. е. есть ЦП и элементами памяти в ЦП являются регистры общего назначения и КЭШ 1-го уровня.
· Следующий уровень– это уровень устройства, которое называется КЭШ 2-го уровня, которое находится между ЦП и ОЗУ, т.е. обычно это устройство, которое быстрее ОП, но может быть медленнее и дешевле КЭШа 1-го уровня, а также может обладать немножко большими размерами чем КЭШ 1-го уровня, соответственного схема работы с КЭШем 2-го уровня аналогично схеме работы с КЭШем 1-го уровня.
· По иерархии уровень после уровня ОЗУ – это уровень внешнего запоминающего устройство с внутренней КЭШ-буферизацией. Т.е. это устройства, аппаратное управление которых имеет КЭШ буферизации, т.е. это уже менее эффективно, чем ОП, но достаточно эффективно, потому что опять-таки за счет внутреннего кэширования (при той же схеме кэширования, которая имеет место в схеме ЦП - ОЗУ ), сокращается реальное количество обращений к устройству и тем самым получается существенное повышение производительности работы устройства.
· Следующий уровень - внешнее запоминающее устройство прямого доступа без КЭШ-буферизации. Это устройства существенно менее эффективные, но также предназначенные для оперативного доступа к данным, т.е. это устройства, которые обычно используются в программе для организации внешнего хранения и доступа за данными, соответственно по производительности они могут быть разными, но для каких-то ситуаций категории этих двух устройств не принципиальны.
|
|
|
· Последним уровнем этой иерархии является уровень внешнего запоминающего устройства долговременного хранения данных. Т.е. это устройства, предназначенные для архивирования и долговременного хранения информации, к этим устройствам могут относиться и как устройства прямого доступа, и устройства последовательного доступа. Суть иерархии: на вершине находятся самые высоко скоростные, которые, в свою очередь являются также и самыми дорогими устройствами, но спускаясь вниз, мы получаем устройства менее дорогие, но обладающие более худшими показателями по скорости доступа, за счет всей системы предусматриваются достаточно большие элементы сглаживания дисбаланса в производительности каждого из типов этих устройств.
БИЛЕТ. Аппаратная поддержка ОС и систем программирования
Мультипрограммный режим -режим при котором возможна организация переключения выполнения с одной программы на другую.
|
|
|
Аппаратные средства компьютера, необходимые для поддержания мультипрограммного режима:
· Аппарат защиты памяти.Если выполняется одна программа, то надо, чтобы она не смогла испортить память, занятую другой. Надо выделить каждой программе по «куску» памяти, установить права доступа до каждого куска и, если программа залезает не в свой кусок, выдавать прерывание.
· Специальный режим операционной системы: все множество машинных команд разбивается на 2 группы. Первая группа – команды, которые могут исполняться всегда (пользовательские команды). Вторая группа – команды, которые могут исполняться только в том случае, если ЦП работает в режиме ОС. Если
· прерывание по таймеру:как минимум в машине должно быть прерывание по таймеру, что позволит избежать “зависания“ всей системы при зацикливании одной из программ.
Некоторые проблемы:
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 405; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!