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Antonino Mazzeo » 2.Richiami


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

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

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

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

I materiali di supporto della lezione

P. Ancilotti, M.Boari, A. Ciampolini, G. Lipari, “Sistemi Operativi”, Mc-Graw-Hill (Cap.1, Par. 1.3)

Richiami

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