Современные операционные системы

Современные операционные системы
Что такое операционная система / Шины

Шины




Структура, показанная на рис. 1.6, на протяжении многих лет использовалась в мини-компьютерах, а также в первой модели IBM PC. Но по мере увеличения скорости работы процессоров и памяти возможности единой шины (и, конечно, шины IBM PC) по обеспечению всех процессов обмена данными достигли своего предела. Нужно было что-то делать. В результате появились дополнительные шины как для более быстродействующих устройств ввода-вывода, так и для обмена данными между процессором и памятью. Вследствие этой эволюции массовая Pentium-система на данный момент имеет вид.

У этой системы имеется восемь шин (шина кэш-памяти, локальная шина, шина памяти, а также шины PCI, SCSI, USB, IDE и ISA), каждая из которых имеет свою скорость передачи данных и свое предназначение. Операционная система для осуществления функций настройки и управления должна знать обо всех этих шинах. Двумя основными шинами являются ISA (Industry Standard Architecture — стандартная промышленная архитектура), исходная шина IBM PC, и ее наследница, шина PCI (Peripheral Component Interconnect — интерфейс периферийных устройств). Шина ISA, которая изначально называлась шиной IBM РС/ AT, работает с тактовой частотой 8,33 МГц и способна за один такт передавать 2 байта, достигая максимальной скорости 16,67 Мбайт/с. Она включается в состав компьютерных систем для обеспечения обратной совместимости со старым оборудованием и обслуживания низкоскоростных карт ввода-вывода. Современные системы зачастую обходятся без нее, поэтому часы ее уже сочтены. Шина PCI была создана корпорацией Intel в качестве преемницы шины ISA. Она работает на частоте 66 Мгц и передает 8 байт за один такт, достигая скорости 528 Мбайт/с. Сейчас большинство высокоскоростных устройств ввода-вывода используют шину PCI. Поскольку для работы с этой шиной разработано огромное количество плат ввода-вывода, шина PCI присутствует даже на некоторых компьютерах, не использующих процессоры Intel. Новые компьютеры выпускаются с обновленной версией шины PCI, которая называется PCI Express.

В представленной конфигурации центральный процессор обменивается данными с микросхемой PCI-моста через локальную шину, а микросхема PCI-моста обменивается данными с памятью через специальную шину памяти, которая обычно работает на частоте 100 МГц. У системы Pentium в самом кристалле процессора есть кэш-память первого уровня (кэш L1), а более объемный кэш второго уровня (кэш L2) находится вне этого кристалла, подключаясь к процессору с помощью шины кэш-памяти.

Кроме того, в систему входят три специализированные шины: IDE, USB и SCSI. Шина IDE служит для подключения к системе дисковых накопителей, а также устройств чтения и записи компакт-дисков и DVD. Шина IDE произошла от интерфейса контроллера диска PC/AT. Мысли, афоризмы и шутки знаменитых мужчин



Полное описание: Шины




С этим описанием рассматриваются следующие темы:


SCSI (Small Computer System Interface)
SCSI (Small Computer System Interface — интерфейс малых вычислительных систем) является высокоскоростной шиной, предназначенной для высокопроизводительных дисков, сканеров и других устройств, нуждающихся в значительной пропускной способности. Она может обеспечивать скорость передачи данных до 160 Мбайт/с. Эта шина присутствовала в компьютерах Macintosh с момента их появления, также она популярна в системах, работающих под управлением UNIX, и в некоторых Intel-системах. Рецепты в картинках.

Шина USB Universal Serial Bus
Шина USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) была разработана для подключения к компьютеру всех низкоскоростных устройств ввода-вывода вроде клавиатуры и мыши. В ней используется миниатюрный четырехконтактный разъем, в котором два контакта обеспечивают USB-устройства питанием. USB является централизованной шиной, в которой главное (корневое) устройство опрашивает устройства ввода-вывода каждую миллисекунду, чтобы узнать, есть ли у них данные для передачи.

Команда TSL
А теперь давайте рассмотрим предложение, для реализации которого требуется небольшая помощь со стороны оборудования. Некоторые компьютеры, в особенности те, которые разрабатывались с прицелом на работу нескольких процессов, располагают следующей командой: TSL REGISTER.LOCK (TSL — Test and Set Lock, то есть проверь и установи блокировку), которая работает следующим образом. Она считывает содержимое слова памяти lock в регистр, а по адресу памяти, отведенному для lock, записывает ненулевое значени ... Читать

Загрузка компьютера
В кратком изложении загрузка компьютера на базе процессора Pentium происходит следующим образом. У каждого компьютера Pentium есть материнская плата (которую теперь в США, в результате распространения политкорректности на компьютерную индустрию, называют родительской платой). На материнской плате находится программа, которая называется базовой системой ввода-вывода — BIOS (Basic Input Output System). BIOS содержит низкоуровневое программное обеспечение ввода-вывода, включая процедуры считывания ... Читать

Поведение процесса
На рис. 2.19 показано, что практически у всех процессов чередуются пики вычислительной активности с запросами (дискового) ввода-вывода. Обычно центральный процессор некоторое время работает без остановок, затем происходит системный вызов для чтения данных из файла или для их записи в файл. Когда системный вызов завершается, центральный процессор возобновляет вычисления до тех пор, пока ему не понадобятся дополнительные данные или не потребуется записать дополнительные данные на диск и т. д. След ... Читать