Sommario
- Architettura di un sistema di calcolo
- Concetto di Interruzione
- Gestione delle interruzioni
- Gestione dell’Input/Output
- Meccanismi di protezione della memoria
Richiami
- Architettura di un sistema di calcolo.
- Funzionamento di un sistema di calcolo.
- La CPU governa l’accesso alla memoria e alle periferiche di I/O.
- L’operazione di I/O ha luogo tra il dispositivo ed il buffer locale del controller.
- Il controller informa la CPU del termine di una operazione generando un interrupt (di fine I/O).
Funzionamento di un sistema di calcolo
Gestione delle interruzioni
Meccanismo di Interrupt
- Consente l’interruzione del normale ciclo di esecuzione della CPU.
- Se INT è alto viene interrotta l’elaborazione corrente. Si esegue una routine di gestione dell’interruzione (ISR o interrupt handler)
Classi di Interrupt
- Interrupt Hardware (o interruzioni esterne)
- Interrupt Software (Trap)
Eccezioni nel processore
Invocazione di apposite istruzioni
Meccanismo di Interrupt
Gestione I/O
Tre modalità di comunicazione
I/O programmato
- La cpu deve attendere il completamento dell’operazione
I/O interrupt driven
- Il SO sospende l’esecuzione del processo che ha eseguito l’operazione di input e ne esegue un altro
- Il dispositivo esegue l’azione richiesta, al termine scrive sul buffer del controller il risultato e segnala il termine dell’operazione alla CPU attraverso interrupt.
- La CPU copia i dati dal buffer del controller alla memoria centrale, tramite la ISR apposita.
DMA (Direct Memory Access)
- Trasferisce blocchi di dati dal buffer direttamente in memoria centrale, senza l’intervento della CPU
Gestione della memoria
Struttura della memoria
- Memoria Centrale – insieme di registri; è il solo spazio di memorizzazione che può essere acceduto direttamente dalla CPU.
- Memoria Secondaria –memoria non volatile con un’alta capacità di memorizzazione (es. dischi magnetici).
Gerarchia di memoria
- Velocità, Costo, Dimensioni
Caching
- Uso di memorie veloci per conservare dati acceduti di recente
- Sfrutta il principio di località
Struttura della Memoria
Protezione
E’ necessaria la protezione di memoria per:
- Le risorse del S.O. (ad es. il vettore di interrupt);
- Lo spazio dei processi utente e del sistema operativo.
Per proteggere la memoria è possibile aggiungere all’hardware due registri
- Registro Base – il più piccolo indirizzo di memoria fisica accessibile.
- Registro Limite – contiene l’ampiezza dell’intervallo
I processori moderni presentano due stati di funzionamento
- User mode (o non privilegiato)
- Kernel mode (o supervisore o privilegiato)
Per proteggere l’hardware, le istruzioni di accesso e modifica allo stato di una risorsa fisica devono essere eseguite in modo supervisore.
Prossima lezione
Architettura e funzionalità dei sistemi operativi
Le lezioni del Corso
1. Introduzione ai Sistemi Operativi
2. Richiami
3. Architettura e funzionalità dei sistemi operativi
4. Esercitazione – Installazione del Sistema operativo Linux
6. Gestione dei processi nei sistemi operativi Unix/Linux e Window...
8. Esercitazione: Makefile e librerie
9. Esercitazione: System call per la gestione dei processi
11. Introduzione alla Sincronizzazione dei Processi
12. Sincronizzazione nel modello ad ambiente globale
13. Sincronizzazione nel modello ad ambiente locale
14. Esercitazione: Interprocess Communication e Shared Memory
15. Esercitazione: Gestione dei semafori
16. Esercitazione: Problema dei produttori e consumatori
17. Esercitazione: Problema dei lettori e degli scrittori
19. Il Deadlock
I materiali di supporto della lezione
P. Ancilotti, M.Boari, A. Ciampolini, G. Lipari, “Sistemi Operativi”, Mc-Graw-Hill (Cap.1, Par. 1.3)
