АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень...
DESCRIPTION
АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера. ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра АСВК Чл.-корр., профессор, д.ф.-м.н. Королёв Л.Н., Ассистент Волканов Д.Ю. План лекции. Уровень операционной системы Уровень ассемблера. Уровни архитектуры. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/1.jpg)
АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ
Лекция 7:Уровень операционной системы.
Уровень ассемблера.
ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра АСВКЧл.-корр., профессор, д.ф.-м.н. Королёв Л.Н.,
Ассистент Волканов Д.Ю.
![Page 2: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/2.jpg)
2
План лекции
• Уровень операционной системы• Уровень ассемблера
![Page 3: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Уровни архитектуры
• Цифровой логический уровень• Уровень микроархитектуры• Уровень архитектуры набора
команд• Уровень операционной
системы• Уровень ассемблера
![Page 4: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Основные особенности
• Виртуальная память• Файловый ввод-вывод• Параллельная работа
![Page 5: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Страница
A mapping in which virtual addresses 4096 to 8191 are
mappedonto main memory addresses 0 to
4095.
![Page 6: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Реализация (1)
![Page 7: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Реализация (2)
![Page 8: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Отображение страниц в ОП
![Page 9: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Политика замещения страниц
• FIFO• LRU• Оптимальный алгоритм
![Page 10: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Пример пробуксовки
Failure of the LRU algorithm.
![Page 11: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Сегментация (1)
![Page 12: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Страницы vs. Сегменты
![Page 13: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Динамика фрагментации
![Page 14: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Защита памяти в Pentium 4
![Page 15: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Ошибки ввода-вывода
• Аппаратные ошибки• Процесс ввода-вывода начался
до окончания предыдущего• Ошибка синхронизации• Несоответствие КС• Ошибка проверки записи
![Page 16: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Файл на диске
![Page 17: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Трассировка свободных секторов
![Page 18: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Информация в ФС
![Page 19: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Параллелизм
![Page 20: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Состояние гонки
volatile int x;// Поток 1:while (!stop){ x++; …}// Поток 2:while (!stop){ if (x%2 == 0) System.out.println("x=" + x); …}
![Page 21: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Семафоры
![Page 22: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/22.jpg)
22
UNIX (1)
A rough breakdown of the UNIX system calls.
![Page 23: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/23.jpg)
23
UNIX (2)
The structure of a typical UNIX system.
![Page 24: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Windows XP
The structure of Windows XP.
![Page 25: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/25.jpg)
25
UNIX Каталоги
![Page 26: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Главаная ФТ в Windows XP
The Windows XP master file table.
![Page 27: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Дерево процессов в UNIX
![Page 28: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Управление процессами в UNIX
The principal POSIX thread calls.
![Page 29: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Уровни архитектуры
• Цифровой логический уровень• Уровень микроархитектуры• Уровень архитектуры набора
команд• Уровень операционной
системы• Уровень ассемблера
![Page 30: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Трансляция программ
• Компиляторы:– создание эквивалентной
программы на выходном языке;– выполнение полученной
программы.
• Интерпретаторы:– выполнение полученной
программы;
![Page 31: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Использование ассемблера
![Page 32: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Форматы команд ассемблера (1)
Вычисление N = I + J. (a) Pentium 4.
![Page 33: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Форматы команд ассемблера (2)
Вычисление N = I + J. (b) Motorola 680x0.
![Page 34: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Форматы команд ассемблера (3)
Вычисление N = I + J. (c) SPARC.
![Page 35: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Макроопределения
Assembly language code for interchanging P and Q twice.
(a) Without a macro. (b) With a macro.
![Page 36: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/36.jpg)
36
Макросы vs. Процедуры
Comparison of macro calls with procedure calls.
![Page 37: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Два прохода ассемблера (1)
![Page 38: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Два прохода ассемблера (2)
![Page 39: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Два прохода ассемблера (3)
![Page 40: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Таблица символов (1)
![Page 41: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Таблица символов (2)
![Page 42: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Компоновка и Загрузка
![Page 43: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Проблемы, решаемые компоновщиком
• Проблема перераспределения памяти
• Проблема внешней ссылки
![Page 44: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Действия компоновщика
• К. строит таблицу объектных модулей и их размеров.
• На её основе К. приписывает начальные адреса каждому объектному модулю.
• Ко всем командам, кот. обращаются в память прибавляется константа перераспределения.
• К командам, кот. обращаются к процедурам вставляется адрес процедур.
![Page 45: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Структура объектного модуля
• Идентификация• Таблица точек входа• Таблица внешних ссылок• Машинные команды и константы• Словарь перераспределения• Конец модуля
![Page 46: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/46.jpg)
46
Время связывания
• Когда пишется программа• Когда программа транслируется• Когда программа компонуется, но
до загрузки• Когда программа загружается• Когда загружается базовый
регистр, кот. исп-ся для адресаци• Когда выполняется команда,
содержащая адрес
![Page 47: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Динамическая компоновка в Windows
![Page 48: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 7 : Уровень операционной системы . Уровень ассемблера](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062421/56812a5a550346895d8db9f0/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Спасибо за внимание!