1.2 - Computer System Operation (p.6)

  • Device Controllers --> Common Bus --> (Memory Controller) --> Shared Memory
  • Memory Controller = Eerlijk toegang voor alle aangesloten apparaten.

Opstartvolgorde:

  1. Start de Bootstrap Program/Firmware (stored in ROM/EEPROM)
    • Initaliseer alle aspecten van het systeem. (cpu, device controllers, memory)
    • Laad het Operating System 2.Operating system start het eerste process (init) 3.Operating system wacht op een interrupt.
    • Door Hardware --> Signaal naar de CPU.
    • Door Software --> Uitvoeren van een System/Monitor Call
      • Ook wel een Trap genoemd.

Uitvoeren van een interrupt

  1. CPU ontvangt interrupt.
  2. Verplaatsen van de uitvoerlocatie naar de code locatie voor het omgaan met de interrupt.
  3. Interruptcode wordt uitgevoerd.
    1. Gaan naar een generieke interrupt routine om de interrupt informatie te onderzoeken.
    2. Verwijzen naar de specifiece interrupt handler.

  4. Na afloop wordt de uitvoerlocatie teruggezet naar waar het bij stap 2 vandaan kwam.

    • Dit address werd vroeger op een vaste locatie bewaard (identificeerbaar met de interupt/device)
    • Nu wordt dit geplaatst op de system stack.
    • Wanneer de interrupt registerwaardes in de cpu verandert moeten deze na afloop van de interrupt ook weer worden teruggezet zoals voor de interrupt.

  5. Verschillende manieren van interruptverwerking in verschillende computers.

    • Interrupt Vector = Tabel met een vooraf vastgestelde interrupts en hun verwerkingsadres.
      • Mogelijk omdat er maar een vooraf vastgesteld aantal/typen interrupts kunnen plaatsvinden.
      • Wordt opgeslagen in de in low memory .1

Opslag Structuur

  • Programmas laden vanaf RAM (Random Access Memory)
    • Semiconductor Technologie = DRAM (Dynamic Random Access Memory)
  • Bootstrap staat gewoonlijk op ROM (Read Only Memory) of EEPROM (Electry Erasable Programmable Read Only Memory)
    • Kan niet vaak worden overschreven.
  • Een Opslag heeft een array of words 2
    • LOAD = Haalt gegevens uit de opslag en zet deze in een register van de CPU.
    • STORE = Plaatst gegevens uit een register van de CPU en zet deze in de opslag.
  • Meeste moderne computers zijn gebasseerd op de von Neumann architectuur. 3
    • Zowel programmas en data worden opgeslagen in het CPU-geheugen.
    • Slaat de uit te voeren instructie op in het instructie-register.
  • Ideaal gezien willen we dat de programma en data in het CPU-geheugen blijven. Dit is niet mogelijk omdat:
    • Het CPU-geheugen is te klein om alle benodigde programmas/data op te slaan.
    • Het CPU-geheugen is volatile , zonder stroom is de data verloren.
  • Daarom is er een secondary storage als toevoeging op het CPU-geheugen.
    • Hoofdeis: Moet grote hoeveelheden data "permanent" kunnen opslaan.
    • Veel gebruikte opslag is een magnetische schijf (HDD)
      • Gebruikt voor programmas en data.
      • Deze worden pas geladen naar het geheugen als ze nodig zijn.
  • Grootste verschillen tussen verschillende opslagmedia:
    • Snelheid, kosten, groote, veiligheid.
    • Hierarchie kijkend naar snelheid en kosten (van snelste/duurste naar langzaamste/goedkoopste)
      • Register > Cache > RAM > SSD (Electronish) > HDD (Magnetish) > CD/DVD (optisch) > Magnetische tapes
    • NVRAM sneller dan FLASH

I/O Structuur

  • I/O Groot onderdeel OS, vanwege de verschillende soorten apparaten.
  • Elk type device controller is verantwoordelijk voor een specifiek type apparaten.
    • SCSI = Small Computer Systems Interface
    • Verantwoordelijk voor verplaasten van gegevens tussen het systeem en de buffer van de controller.
    • Device driver voor iedere device controller.
      • Zorgt voor een uniforme interface tussen het apparaat en het OS.
  • Interrupt-Driven I/O
    • Stappen:
      1. Device driver laad de goede registers in de device controller.
      2. De device controller leest deze gegevens en beslist welke actie er genomen moet worden.
      3. De device controller verplaatst de gegevens van het apparaat naar zijn locale buffer.
      4. De device controller informeert de device driver dat de operatie is geindigd.
      5. De device driver geeft de controle terug aan het OS.
        • Geeft wanneer toepasselijk de data of een pointer naar de data terug.
    • Goed voor kleine hoeveelheden.
    • Creert veel overhead
  • Direct Memory Access (DMA)
    • Stappen:
      1. Opzetten van de buffers, pointers en counters voor het IO apparaat.
      2. Verplaatsen van hele blokken data direct van de buffer naar het geheugen zonder tussenkomst van de CPU.
      3. Een interrupt wordt gegenereerd per blok data.
        • Sommige High-end systemen gebruiken switch 4 ipv de bus 5 architectuur.
        • Meer apparaten kunnen tegelijk met elkaar praten.
        • DMA is nog effectiever hier.
1. NB. Navragen. Geen idee wat dit inhoudt. ↩
2. Een register met een bepaalde grootte. ↩
3. Dat was misschien in 2011 zo, nu is dat de Harvard Architecture (zie CS blok 2.1) ↩
4. Swtich zou je kunnen zien als een rotonde, meerdere autos tegelijk verschillende richtingen op. ↩
5. Bus architectuur is een lange weg waar eigenlijk maar een auto per keer op mag rijden. ↩

results matching ""

    No results matching ""