Giáo trình Hệ điều hành - Phần 2.6

Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.1
Operating System
Concepts
Ch ngươ 2: C u trúc h th ng máy tínhấ ệ ố
■
Ki n trúc chung c a h th ngế ủ ệ ố
■
Ho t ng c a h th ng máy tínhạ độ ủ ệ ố
■
C u trúc nh p xu t ấ ậ ấ
■
C u trúc l u trấ ư ữ
■
Các thi t b l u trế ị ư ữ
■
B o v ph n c ngả ệ ầ ứ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.2
Operating System
Concepts
Ki n trúc c a h th ng máy tínhế ủ ệ ố
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.3
Operating System
Concepts
Ho t ng c a h th ng máy tínhạ độ ủ ệ ố
■
Các thi t b nh p xu t và CPU th c hi n ng th i.ế ị ậ ấ ự ệ đồ ờ
■
M i b i u khi n thi t b g n v i m t lo i thi t b c th .ỗ ộ đ ề ể ế ị ắ ớ ộ ạ ế ị ụ ể

■
M i b i u khi n thi t b có m t vùng nh riêng(buffer).ỗ ộ đ ề ể ế ị ộ ớ
■
CPU di chuy n d li u t /t i b nh chính t i/t b nh ể ữ ệ ừ ớ ộ ớ ớ ừ ộ ớ
riêng(buffer)
■
Nh p xu t t thi t b t i buffer c a b i u khi n.ậ ấ ừ ế ị ớ ủ ộ đ ề ể
■
B i u khi n cho CPU bi t r ng nó ã k t thúc hành ộ đ ề ể ế ằ đ ế
ng c a nó b ng cách phát sinhđộ ủ ằ ng tắ .
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.4
Operating System
Concepts
Các ch c n ng chung c a các ng tứ ă ủ ắ
■
Ng t chuy n quy n i u khi n t i th t c x lý ng t ắ ể ề đ ề ể ớ ủ ụ ử ắ
thông qua b ng vector ng t- mà nó ch a các a ch ả ắ ứ đị ỉ
ch ng trình x lý ng t.ươ ử ắ
■
Ki n trúc ng t ph i l u tr a ch c a ch ng trình x lý ế ắ ả ư ữ đị ỉ ủ ươ ử
ng t.ắ
■
Các ng t phát sinh s b m t hi u l c(ắ ẽ ị ấ ệ ự disabled) trong khi
các ng t khác ang x lý , nh ó ng n ch c hi n t ng ắ đ ử ờ đ ă ặ ệ ượ
m t ng t.ấ ắ
■
M t b y là m t ph n m m phát sinh ng t x y ra khi có l i ộ ẫ ộ ầ ề ắ ả ỗ
hay ng i dùng yêu c u.ừơ ầ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002

2.5
Operating System
Concepts
Qúa trình ng tắ
■
H i u hành duy trì tr ng thái c a CPU b ng cách l u ệ đ ề ạ ủ ằ ư
tr các thanh ghiữ
■
Xác nh lo I ng t nào x y ra :đị ạ ắ ả
✦
H th ng vector ng tệ ố ắ
■
Các o n mã riêng l xác nh hành ng nào s b ng t đ ạ ẻ đị độ ẽ ị ắ
cho m I lo I ng tỗ ạ ắ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.6
Operating System
Concepts
Dòng th I gian ng t cho m t x lý nh pờ ắ ộ ử ậ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.7
Operating System
Concepts
C u trúc nh p xu tấ ậ ấ
■
Sau khi nh p xu t b t u , quy n i u khi n tr v cho ậ ấ ắ đầ ề đ ề ể ả ề
ch ng trình ng I s d ng ch khi nh p xu t hoàn t t.ươ ườ ử ụ ỉ ậ ấ ấ
■
Sau khi nh p xu t b t u, quy n i u khi n tr l I cho ậ ấ ắ đầ ề đ ề ể ả ạ
ch ng trình ng I dùng không I nh p xu t hoàn t t.ươ ườ đợ ậ ấ ấ

✦
Device-Tr ng thái b ng bao g m ạ ả ồ các entry cho thi t b nh p xu t ế ị ậ ấ
ch ra ki u c a nó, a ch , và tr ng thái.ỉ ể ủ đị ỉ ạ
✦
H i u hành l p m I liên h vào b ng thi t b nh p xu t ệ đ ề ậ ố ệ ả ế ị ậ ấ để
xác nh tr ng thái thi t b và s a I entry c a b ng bao đị ạ ế ị ử đổ ủ ả
g m c ng t.ồ ả ắ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.8
Operating System
Concepts
Hai chi n l c nh p xu tế ượ ậ ấ
ng b Đồ ộ
Không ng bđồ ộ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.9
Operating System
Concepts
B ng tr ng thái thi t bả ạ ế ị
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.10
Operating System
Concepts
C u trúc truy c p b nh tr c ti pấ ậ ộ ớ ự ế
■
S d ng thi t b nh p xu t t c cao có th truy n d ử ụ ế ị ậ ấ ố độ ể ề ữ
li u g n nh t c truy c p b nh .ệ ầ ư ố độ ậ ộ ớ
■
B i u khi n thi t b chuy n kh I d li u t buffer tr c ộ đ ề ể ế ị ể ố ữ ệ ừ ự
ti p vào b nh mà không có s can thi p c a CPU.ế ộ ớ ự ệ ủ

■
Ch có ng t phát sinh trên block thay vì là m t ng t phát ỉ ắ ộ ắ
sinh trên byte.
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.11
Operating System
Concepts
C u trúc l u trấ ư ữ
■
B nh chính – Vùng l u tr l n mà CPU có th truy c p ộ ớ ư ữ ớ ể ậ
tr c ti p.ự ế
■
L u tr th c p – m r ng c a b nh chính mà cung ư ữ ứ ấ ở ộ ủ ộ ớ
c p kh n ng l u tr không thay I l n.ấ ả ă ư ữ đổ ớ
■
Các a t – kim lo I c ng ho c m t ph ng có ph nam đĩ ừ ạ ứ ặ ặ ẳ ủ
châm
✦
B m t a c chia thành các ề ặ đĩ đượ Track , và c chia thành đượ
nhi u o n g I là ề đ ạ ọ sectors.
✦
b i u khi n a ộ đề ể đĩ xác nh nh ng logic nh h ng gi a thi t đị ữ ả ưở ữ ế
b và máy tính. ị
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.12
Operating System
Concepts
C ch u a di chuy nơ ế đầ đĩ ể
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.13

Operating System
Concepts
Các thi t b l u trế ị ư ữ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.14
Operating System
Concepts
Cache
■
S d ng b nh t c cao l u gi d li u ang truy ử ụ ộ ớ ố độ để ư ữ ữ ệ đ
c p hi n th i.ậ ệ ờ
■
Yêu c u m t chính sách qu n lý ầ ộ ả cache.
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.15
Operating System
Concepts
Di chuy n A t a t I thanh ghiể ừ đĩ ớ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.16
Operating System
Concepts
B o v ph n c ngả ệ ầ ứ
■
Ho t ng ch képạ độ ế độ
■
B o v nh p xu tả ệ ậ ấ
■
B o v b nhả ệ ộ ớ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002

2.17
Operating System
Concepts
Ho t ng ch képạ độ ế độ
■
Tài nguyên h th ng chia s yêu c u h i u hành b o ệ ố ẻ ầ ệ đ ề ả
m m t ch ng trình úng không th gây ra ch ng đả ộ ươ đ ể ươ
trình khác th c hi n không úng.ự ệ đ
■
Cung c p ph n c ng c h tr to phân bi t gi a ít ấ ầ ứ đượ ỗ ợ để ệ ữ
nh t hai ch ho t ng.ấ ế độ ạ độ
1. User mode – th c hi n trên các phát ngự ệ ôn ng I dùng.ườ
2. Monitor mode (c ng là ũ kernel mode or system mode) – Th c trên ự
phát ngôn c a h i u hành. ủ ệ đ ề
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.18
Operating System
Concepts
Ho t ng ch kép (tt.)ạ độ ế độ
■
Mode bit thêm vào ph n c ng máy tính to ch ra mode ầ ứ để ỉ
hi n th I : monitor (0) or user (1).ệ ờ
■
Khi m t ng t ho c x y ra l I ph n c ng chuy n sang ộ ắ ặ ả ỗ ầ ứ ể
mode monitor.
Ch th c quy n ch c phát sinh trong modeỉ ị đặ ề ỉ đượ monitor.
monitor user
Interrupt/fault
set user mode
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002

2.19
Operating System
Concepts
b o v nh p xu tả ệ ậ ấ
■
t t c ch th nh p xu t là ch th c quy n.ấ ả ỉ ị ậ ấ ỉ ị đặ ề
■
Ph I b o m là m t ch ng trình ng I dùng có th ả ả đả ộ ươ ườ ể
không bao gi giành c i u khi n máy tính trong ờ đượ đ ề ể
mode monitor.
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.20
Operating System
Concepts
S d ng l I g I h th ng th c hi n ử ụ ờ ọ ệ ố để ự ệ
nh p xu tậ ấ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.21
Operating System
Concepts
b o v b nhả ệ ộ ớ
■
Ph I cung c p ch b o v b nh ít nh t là cho vector ả ấ ế độ ả ệ ộ ớ ấ
ng t và d ch v ng t th ng xuyên.ắ ị ụ ắ ườ
■
M t cách b o v b nh là thêm vào hai thanh ghi xác ộ ả ệ ộ ớ để
nh vùng a ch h p pháp m t ch ng trình có th truy đị đị ỉ ợ ộ ươ ể
c p:ậ
✦
Thanh ghi c sơ ở – l u tr a ch v t lý nh nh t h p ư ữ đị ỉ ậ ỏ ấ ợ

pháp .
✦
Thanh ghi gí i h nơ ạ – bao g m kích th c vùng a chồ ướ đị ỉ
■
B nh bên ngoài vùng nh ngh a c b o v .ộ ớ đị ĩ đượ ả ệ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.22
Operating System
Concepts
S d ng thanh ghi c s và thanh ử ụ ơ ở
ghi gi I h nớ ạ
Silberschatz, Galvin and Gagne 2002
2.23
Operating System
Concepts
B o v vi c truy xu t a ch ả ệ ệ ấ đị ỉ