بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
سیستم عامل
Operating Systems
اسلاید 2 :
فصل اول:
نگاهی کلی به
سخت افزار کامپیوتر
اسلاید 3 :
سیستم عامل ومدیریت سخت افزار:
سیستم عامل از منابع سخت افزاری شامل یک یا چند پردازنده برای ارائه خدمات به کاربران استفاده می کند. همچنین حافظه ثانویه و I/O را از طرف کاربران مدیریت می کند.
بنابراین برای بررسی سیستم عامل داشتن درک مناسبی از سخت افزار کامپیوتر ضروری است.
اسلاید 4 :
اجزای اصلی هر کامپیوتر عبارتند از:
پردازنده : کنترل عملیات و نیز اعمال پردازش داده ها را به عهده دارد.
حافظه اصلی : ذخیره و نگهداری داده ها و برنامه ها را به عهده دارد. همچنین فرار و ناپایدار است.
مؤلفه I/O : انتقال داده ها میان کامپیوتر و دنیای خارج.
گذرگاه سیستم : ساختار هایی برای ارتباط بین پردازنده و حافظه اصلی و I/O
اسلاید 5 :
نگاهی کلی به اجزاء کامپیوتر:
اسلاید 6 :
ارتباط با حافظه و ثبات های کمکی
یکی از اعمال اصلی پردازنده ارتباط با حافظه اصلی است. برای تبادل اطلاعات
بین CPU و MEMORY از دو ثبات به نام MAR و MBR استفاده میشود.
MAR آدرس محل بعدی برای عملیات خواندن یا نوشتن را مشخص میکند.
MBR حاوی داده هایی است که قرار است در حافظه خوانده یا نوشته شوند.
متشابهاً برای برای تبادل داده ها بین CPU و I/O از دو ثبات I/OBR و
I/OAR استفاده می شود.
اسلاید 7 :
انواع ثبات های پردازنده:
ثبات های قابل رویت برای کامپیوتر : ثبات هایی که برای کاربران قابل استفاده اند و این امکان را به برنامه نویس زبان ماشین یا اسمبلی میدهند تا با استفاده بهینه از این ثبات ها میزان مراجعه به حافظه اصلی را به حداقل برساند.
ثبات های کنترل وضعیت: برای کنترل عملیات پردازنده
اسلاید 8 :
ثبات های قابل رؤیت:
ثبات های داده : برای نگهداری داده ها و برای انتقال داده ها بین توابع (این ثبات ها همه منظوره اند)
ثبات های آدرس: حاوی آدرس داده ها و دستور العمل ها در حافظه (همه منظوره یا تک منظوره)
ثبات شاخص : در آدرس دهی شاخص استفاده میشود.
(آدرس شاخص + آدرس پایه = آدرس موثر)
اشاره گر قطعه : در آدرس دهی قطعه بندی حافظه به قطعه هایی تقسیم میشود. از این ثبات برای نگهداری آدرس پایه (آدرس شروع) استفاده میشود.
اشاره گر پشته: برای اشاره به بالای پشته به کار میرود.
اسلاید 9 :
ثبات های کنترل وضعیت:
PC : شمارنده برنامه که برای نگهداری آدرس دستور العمل بعدی به کار میرود.
IR : ثبات دستورالعمل که برای ذخیره دستورالعمل فعلی که در حال اجراست به کار میرود.
PSW(PROGRAM STATUS WORD) : یک یا چند ثبات که حاوی اطلاعات وضعیت میباشد.
اسلاید 10 :
چرخه دستورالعمل:
هر برنامه که اجرا میشود مجموعه ای از دستور العمل هاست که در حافظه ذخیره میشود.
پردازش دستور العمل دو گام دارد:
واکشی دستور العمل از حافظه (چرخه واکشی)
اجرای دستور العمل واکشی شده (چرخه اجرا)
اسلاید 11 :
نمودار چرخه دستورالعمل:
پایان چرخه تنها در موارد زیر رخ میدهد :
خاموش شدن کامپیوتر
رخ دادن خطای غیر قابل جبران
رسیدن به فرمان توقف
اسلاید 12 :
چگونگی واکشی و اجرای دستورالعمل:
در ابتدای هر چرخه، پردازنده دستورالعمل را از حافظه واکشی میکند.
شمارنده برنامه (ثبات PC)، آدرس دستورالعمل بعدی را که میخواهد واکشی شود در خود نگه می دارد.
پس از واکشی یک واحد به مقدار PC می افزاید تا دستور بعدی به ترتیب واکشی شود.
اسلاید 13 :
ثبات دستورالعمل (IR):
دستورالعمل واکش شده در IR قرار میگیرد. این دستور العمل به صورت دودویی میباشد و به صورت زیر است:
انتقال داده ها بین پردازنده و حافظه
انتقال داده ها بین پردازنده و ورودی خروجی
پردازش داده ها شامل عملیات حسابی یا منطقی روی داده ها
کنترل : ممکن است که یک دستورالعمل ترتیب اجرای برنامه را تغییر دهد این کار با تغییر در محتوای PC انجام میشود.
اسلاید 14 :
مثالی برای فهم دقیق چرخه دستور العمل
فرضیات:
1: بار کردن به AC
2 : ذخیره کردن مقدار AC در حافظه
5 : اضافه کردن به AC
اسلاید 15 :
دسترسی مستقیم به حافظه (DMA):
همانطور که پردازنده میتواند عمل خواندن یا نوشتن را روی حافظه انجام دهد میتواند این عمل را روی یک مولفه I/O انجام دهد.
گاهی مطلوبست داده ها بین I/O و حافظه مستقیما مبادله شوند تا از بار CPU کاسته شود و CPU بتواند برای انجام کارهای دیگر آزاد باشد. این فرایند دسترسی مستقیم به حافظه بدون دخالت پردازنده راDMA میگویند.
اسلاید 16 :
وقفه ها (Interrupt)
وقفه علامتی است که از طرف یک منبع خارجی به پردازنده داده میشود و موجب توقف برنامه فعلی میشود.
وقفه ها برای افزایش کارایی پردازنده استفاده میشوند.
وقفه ها به پردازنده اجازه میدهند تا در حین اجرای عملیات I/O به اجرای دستورالعمل دیگری بپردازد.
اسلاید 17 :
دسته های وقفه
برنامه : وقفه هایی که به دلیل بعضی شرایط حاصل از اجرای یک دستورالعمل برنامه بروز می کنند. مانند : سرریز شدن محاسباتی، تقسیم بر صفر، تلاش برای اجرای یک عمل غیر مجاز، مراجعه به آدرس خارج از فضای مجاز
زمان سنج: وقفه هایی که توسط زمان سنج داخلی پردازنده تولید میشوند و به سیستم عامل اجازه میدهد بعضی عملیات را به صورت مرتب و دوره ای انجام دهد.
ورودی خروجی: وقفه ای که توسط کنترل کنندهI/O تولید میشوند.
نقص سخت افزار: با نقص سخت افزار تولید میشود. مانند قطع برق، خطای توازن حافظه
اسلاید 18 :
گرداننده وقفه:
چرخه دستورالعمل با وقفه: در پایان چرخه اجرا پردازنده وجود وقفه را بررسی می کند.در صورتیکه وقفه مطرح باشد پردازنده اجرای برنامه را مسکوت گذاشته و روال خدماتی وقفه یا برنامه گرداننده وقفه مربوطه را اجرا می کند.
اسلاید 19 :
پردازش وقفه ها:
بروز وقفه موجب حوادث متعددی در سخت افزار و نرم افزارمیشود.این حوادث در شکل نشان داده شده اند:
اسلاید 20 :
جریان کنترل برنامه با و بدون وقفه:
