Architektura počítače Základní bloky Provádění instrukcí
|
|
- Ludmila Kubíčková
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Architektura počítače Základní bloky Provádění instrukcí České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 Ver
2 Hodnocení předmětu A0B38UOS CVIČENÍ Během semestru 4 testy: 15 minut: (4., 6., 8. cvičení) 60 minut: (11. cvičení) Ze semestru lze získat maximum 60 bodů. Na zápočet minimum 30 bodů! ZKOUŠKA Zkouškový test + krátká ústní část (maximálně 40 bodů). KLASIFIKACE bodů A (výborně) bodů B (velmi dobře) bodů C (dobře) bodů D (uspokojivě) bodů E (dostatečně) < 50 bodů F (nedostatečně) Klasifikace je možná na základě hodnocení ze cvičení při dosažení 30 bodů!!! bodů A (výborně) + absolvování krátké ústní zkoušky bodů B (velmi dobře) + absolvování krátké ústní zkoušky bodů C (dobře) bodů D (uspokojivě) bodů E (dostatečně) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 2
3 Studijní materiály a informace o předmětu Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 3
4 Nultá generace Mechanické počítače (kalkulátory) 1642 Blaise Pascal kalkulátor po výběr daní (+, -) 1672 Gotfried von Leibniz mechanický počítač (+, -, *, /) ( ) Charles Babbage Analytical Engine První skutečný počítač Měl čtyři části Store (paměť), Mill (CPU), Input section (čtečka děrných karet z měděného plechu), Output section (děrovačka karet). Neměl operační systém. Kapacita paměti 1000 slov (slovo 50 dekadických cifer) Mill četl operandy z paměti, uměl +, -, *, -, a výsledek zapsal zpět do paměti. Velký pokrok počítač byl universální, četl program a data z děrných karet a výsledek přenesl do výstupních karet Programoval se v jednoduchém assembleru Programátorka Ada Lovelace (dcera básnika Byrona) Počítač nikdy nepracoval uspokojivě, nepřesné mech.součásti Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 4
5 První generace ( ) HW elektronky nebo elektromechanická relé Mnoho pokusů, USA, Anglie, Německo Př.: Německo K. Zuse Z3 computer (hw relé) Anglie Collosus USA W. Mauchley a J.Eckert ENIAC (hw elektronky) Počítače velmi nespolehlivé (elektronky), pomalé (relé) Neexistovaly programovací jazyky Neexistoval operační systém Program se připravoval na propojovací desce (kabely), počítač si programátor vyhradil pro sebe vložil propojovací desku a zkoušel program. Počítač se použival pro numerické výpočty Okolo roku 1950 začátek používání děrných štítků (malé vylepšení) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 5
6 Druhá generace ( ) HW Tranzistory, OS Batch Systems, Mainframe Vynález tranzistoru (1947) radikálně změnil situaci Počítače se staly dostatečně spolehlivé, daly se použít pro komerční výpočty Mohly být vyráběny a prodány zákazníkům Byly velmi drahé (miliony dolarů) Počítače si mohly dovolit pouze velké a bohaté podniky Poprvé došlo k jasnému oddělení činnosti navrháře počítače, výrobce, operátora, programátora a personálu údržby Tyto počítače se nazývaly Mainframes Zabíraly celé klimatizované místnosti CPU podstatně rychlejší než I/O operace (štítky, pásky), snaha využít výkon počítače efektivně vstupní a výstupní operace na levnějších, ale pomalejších počítačích, výpočet pak na hlavnim stroji dávkové zpracování (Batch processing) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 6
7 Druhá generace ( ) HW Tranzistory, OS Batch Systems Dávkové zpracování (Batch Processing) [1] Slow Fast, Large Main Memory Slow IBM Computers (Mainframes) [1] Tanenbaum, A: Modern Operating Systems. Prentice Hall, New Jersey, 2008 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 7
8 Výpočetní dávka na děrných štítcích Dávkové zpracování (Batch Processing), Job Koncový štítek dávky Data programu JAN NOVAK Zdrojový kód programu Pokyn k natažení překladače První štítek dávky Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 8
9 Postup zpracování programu Počítače (Mainframes) drahé miliony dolarů Zabíraly celé místnosti (klimatizace) Postup zpracování programu: Zapsat program na papír Přenést na děrné štítky (děrovací psací stroj) sestavit dávku (Batch) Přinést dávku obsluze počítače Přenést informace z děrných štítků na magnetickou pásku Přenést magnetickou pásku na hlavní počítač Spustit výpočet (i více dávek najednou) Výsledek se zapíše na jinou magnetickou pásku Přenést pásku na tiskový počítač Vytisknou buď výsledek, častěji chybové hlášení (syntax error) Vyzvednout tiskovou sestavu u obsluhy Prostudovat tiskovou sestavu Upravit program a celý postup opakovat Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 9
10 Třetí generace HW integrované obvody (SSI - malá integrace) OS Multiprogramming, Spooling, Timesharing Řada počítačů IBM360 jsou kompatibilní, liší se rychlostí a velikostí paměti Operační systém OS360 shodný pro celou řadu Nový princip řízení výpočtu - Multiprogramming Umožnil efektivní využití CPU (rychlé) i když I/O operace jsou pomalé V hlavní paměti je současně několik úloh (Jobs), když daná úloha čeké na ukončení I/O operace, CPU se přidělí další úloze (multiprogrammig) Současné (paralelní) čtení programu z děrných štítků a výpočet Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line). Odpadá počítač pro pořizování dat. Nová úloha (Job) mohla být operačním systémem spuštěna ihned po dokončení předchozí. Interaktivní sdílení času - Timesharing k počítači připojeno více (mnoho) terminálů a uživatel mohl s počitačem komunikovat interaktivně. Čas CPU byl přidělován jednotlivým uživatelům tak často, aby vznikl dojem, že každý uživatel má počítač ihned k dispozici. Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 10
11 Některé OS využívající Timesharing CTSS (Compatible Time Sharing System) 1962 M.I.T MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service) Bell Labs, GE Vznik trhu minipočítačů (Minicomputers) 1961 DEC (Digital Equipment Corporation) PDP-1, PDP-7, PDP-11 řádově levnější než Mainframes, minipočítač si mohly dovolit university i menší firmy. Jeden z autorů MULTICS tento OS upravil pro PDP-7 vznik OS UNIX Významné verse UNIXu System-V (AT&T), BSD (Berkeley Software Distribution) IEEE vytvořila normu (Standard) pro UNIX POSIX MINIX malý klon UNIXu (1987) (Tannenbaum) Linux (upravený MINIX) (Linus Torvalds) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 11
12 Čtvrtá generace HW mikroprocesory (integrované obvody LSI, VLSI velká integrace) OS CP/M, MS-DOS, Windows, Apple Macintosh Vznik osobních počítačů a později sítových OS 1971 Intel Intel 8080, Motorola 6800, Zilog Z80 (1975) 1977 CP/M Control Program for Microcomputers (Digital Research) secondary storage Floppy disk 1978 Intel 8088 (16 bit machine) 1980 IBM PC (Personal Computer) 1980 MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System (na HDD) 1983 Intel Apple Macintosh OS a GUI (Graphical User Interface) Microsoft Windows jen grafická nadstavba nad MS-DOS 1985 Windows 95 (16 bit system) 1988 Windows 98 (16 bit system) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 12
13 Čtvrtá generace Windows NT 4.0 (New Technology)(32 bit) již bez MS-DOS Windows NT přejmenovány na Windows Windows XP (vylepšené NT) 2007 Windows Vista 2009 Windows 7 Paralelně s Windows se šíří používání různých verzí UNIXu Linux Včetně několika versí GUI pro UNIX X Windows System (X11) Gnome KDE Rychlé rozšiřování síťových a distribuovaných OS Oddělená kapitola Operační systémy reálného času (Real Time Operating Systems RTOS) na PC i v Embedded (vestavných) aplikacích počítačů. Hard RTOS, Soft RTOS. Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 13
14 Operační systém (Operating System) Operační systém je software který [1]: pro uživatelské programy vytváří lepší, jednodušší, přehlednější základnu pro efektivní využití počítače, spravuje všechny prostředky (resources) počítače. Prostředky (resources) počítače: Procesory Operační paměť (Main Memory) Disky Tiskárny Klávesnice Myš Síťové adaptéry různá další vstupní a výstupní zařízení (Devices) [1] Tanenbaum, A: Modern Operating Systems. Prentice Hall, New Jersey, 2008 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 14
15 Komponenty počítačového systému Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 15
16 Komponenty operačního systému User Command Interface (System Calls) [2] Processor Manager (CPU) Device Manager (Disk, Monitor, Printer, Keyboard, etc.) File Manager Memory Manager Network Manager [2] McIver McHoes, A Flynn, I.M.: Understanding Operating Systems. Thomson, 2008 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 16
17 Struktura počítače Kontrolní seznam 1 Check list No.1 Struktura počítače Počítač Procesor Operační paměť Periferní obvody ALU aritmetická a logická jedn. Registr (paměťové místo) Řízení procesoru - Řadič Vstupní kanály Výstupní kanály Společná sběrnice Bit Byte (slabika) Computer structure Computer Processor, CPU Main Memory Peripherals ALU Arithmetic Logic Unit Register Processor control - Controller Input (Input Channels) Output (Output Channels) Bus (Common Bus) Bit Byte Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 17
18 Strukrura počítače Hlavní komponenty počítače Paměť programu a dat Vstupní a výstupní zařízení Komunikace s okolním světem Procesor Výpočetní část Mezipaměť výsledků Řízení Řadič (Controller) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 18
19 Propojení bloků počítače Bus (společná sběrnice) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 19
20 Paměti počítače XTAL Clock CPU CPU - SYNCHRONOUS FINITE STATE MACHINE (FSA, FSM) BUS MASTER SEQUENTIAL PROGRAM PROCESSING (ONE INSTRUCTION AT A TIME) Common Bus Program Memory BIOS Operating System Application Program Data Memory MAIN MEMORY PROGRAM INSTRUCTIONS PROGRAM VARIABLES & PROGRAM STACK CD/DVD COMMON DATA PATH (BIDIRECTIONAL) I/O Channels EXTERNAL MEMORY Output Input HDD FLASH Corsair Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 20
21 Organizace operační paměti (Main Memory) Operační paměť (Main Memory) je rozdělena na buňky paměťová místa, kterým jsou přiřazena nezáporná čísla nazývaná adresy Obsah paměťového místa je slovo slovo (word) velikost závisí na procesoru (např. 16b, 24b, 32b, 64b), b značíbit (binary digit) B značí byte (slabika), 8b = 1B, byte je uspořádaná osmice bitů, obvykle 2 nebo i více byteů tvoří slovo, např. u procesorů Intel řady x86 1 slovo = 2B = 16b. Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 21
22 Procesor a operační paměť - Výkon vs. roky Výkon x 40 let Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 22
23 Paměťová hierarchie Registry na CPU Cache Operační paměť (DRAM) Magnetický disk (HDD) CD-RW DVD-RW Magnetická páska Velikost Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 23
24 Instrukční cyklus Kontrolní seznam 2 Check list No.2 Instrukční cyklus Čtení instrukce Vykonání instrukce Dekódování instrukce Čtení operandu Zpracování operandů Zápis výsledku Řídicí sběrnice (CB) Datová sběrnice (DB) Adresová sběrnice (AB) Sběrnicový cyklus Směr přenosu informace Instruction cycle Operational code (Opcode) fetch Instruction execution Instruction decode Operand read Operand processing Result write Control bus (CB) Data bus (DB) Address bus Bus cycle Information transfer direction Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 24
25 Vykonání instrukce Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 25
26 Rozdělení společné sběrnice Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 26
27 Kde číst následující instrukci Čítač instrukcí 1) Další instrukci čti vždy z adresy uložené v PC 2) Adresa v PC se mění automaticky, po čtení instrukce ukazuje na další instrukci 3) Adresa v PC se dá změnit vykonáním instrukce skoku, cílová adresa je součástí instrukce Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 27
28 Větvení programu (Jump, Branch) Realizace větvení programu Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 28
29 Dekompozice problému na dílčí části Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 29
30 Zde příklad v Javě Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 30
31 Požadavky pro volání procedury Návratová adresa Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 31
32 Princip volání procedury (Procedure Call) Zásobník (návratových adres) Ukazatel zásobníku Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 32
33 Synchronní akce volání procedury Kontrolní seznam 3 Check list No.3 Synchronní akce Čítač instrukcí - PC Ukazatel do paměti programu Postupné čtení Automatická inkrementace Vnucená adresa Zásobník Ukazatel zásobníku Ukazatel na vrchol zásobníku Vrchol zásobníku Vlož do zásobníku - PUSH Vyzvedni ze zásobníku - POP Synchronous actions Program Counter PC Pointer to program memory Sequential read Auto-increment Forced address Stack Stack Pointer Pointer to stack top TOS top of stack PUSH POP Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 33
34 Synchronní akce volání procedury - pokrač. Kontrolní seznam 4 Check list No.4 Synchronní akce - pokrač. Začátek programu Hlavní smyčka Volání procedury Návratová adresa Začátek procedury Tělo procedury Bod návratu (return) Vnořené volání Návěští (cílová adresa skoku) Skok (bez návratové adresy) Hloubka zásobníku Synchronous actions cont'd Program start point Main loop Procedure call Return address Procedure start Procedure body Return Nested calls Label (jump target address) Jump (no return address) Stack depth Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 34
35 Prostředky pro organizaci volání procedury Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 35
36 Sdílené prostředky (sdílí je procedury) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 36
37 Princip volání procedury (synchronní) Volání procedury - souhrn akcí Volání procedury je vyvolané programem (synchronní) ne vnější událostí (vnější událost viz. přerušení) Stejným mechanismem se řídí i vnořené volání (procedura volá proceduru) Další instrukce se vždy čte z adresy právě uložené v čítači instrukcí (PC) Čti instrukci Call Ulož návratovou adresu (tj. obsah čítače instrukcí) do zásobníku Vlož do čítače instrukcí počáteční adresu procedury Ulož kontext do zásobníku Proveď tělo procedury Vyzvedni kontext Proveď instrukci Return Ta vyzvedne Návratovou adresu ze zásobníku do čítače instrukcí (PC) Pokračuj v programu za místem volání Call na pozadí tj. čti instrukci z adresy uložené v PC Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 37
38 Před čtením CALL Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 38
39 Po čtení CALL Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 39
40 Během provádění CALL Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 40
41 Po provedení CALL Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 41
42 Před čtením RETURN Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 42
43 Po čtení RETURN Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 43
44 Po čtení RETURN Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 44
45 Princip volání procedury (synchronní) - souhrn Volání procedury - souhrn akcí Volání procedury je vyvolané programem (synchronní) ne vnější událostí (vnější událost viz. přerušení) Stejným mechanismem se řídí i vnořené volání (procedura volá proceduru) Další instrukce se vždy čte z adresy právě uložené v čítači instrukcí (PC) Čti instrukci Call Ulož návratovou adresu (tj. obsah čítače instrukcí) do zásobníku Vlož do čítače instrukcí počáteční adresu procedury Ulož kontext do zásobníku Proveď tělo procedury Vyzvedni kontext Proveď instrukci Return Ta vyzvedne Návratovou adresu ze zásobníku do čítače instrukcí (PC) Pokračuj v programu za místem volání Call na pozadí tj. čti instrukci z adresy uložené v PC Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 45
46 Asynchronní akce hardwareové (hw) volání procedury Žádosti o přerušení Řadič přerušení Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 46
47 Asynchronní akce hw volání procedury (ISR) Kontrolní seznam 5 Check list No.5 Asynchronní akce Systém přerušení Hardwarové volání procedury Předdefinovaná cílová adresa Vektor přerušení Tabulka vektorů přerušení Asynchronní žádost o přerušení Řadič přerušení Vstupy žádostí o přerušení Asynchronní událost Žádost o přerušení do CPU Potvrzení žádosti od CPU Asynchronous actions Interrupt system Hardware procedure call Predefined target address Interrupt vector Interrupt vector table Asynchronous interrupt request Interrupt controller Interrupt request inputs Interrupt event CPU interrupt request CPU interrupt acknowledge Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 47
48 Asynchronní akce hw volání procedury (ISR). Kontrolní seznam 6 Check list No.6 Asynchronní akce - pokrač. Instrukce je nepřerušitelná Reakční doba přerušení Priorita přerušení Statická priorita přerušení Dynamická priorita přerušení Programová priorita přerušení Typy přerušení Maskovatelné přerušení Nemaskovatelné Programové (ladící) přerušení Program řízený událostmi Asynchronous actions cont'd Instruction is uninterruptable Interrupt latency Interrupt priority Static interrupt priority Dynamic interrupt priority Software interrupt priority Interrupt types Maskable interrupt Nonmaskable interrupt Trap (software interrupt) Event driven program Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 48
49 Asynchronní akce hw volání procedury (ISR) Kontrolní seznam 7 Check list No.7 Asynchronní akce - pokrač. Obsluha přerušení - ISR Návratová adresa z přerušení Instrukce návratu z přerušení Asynchronní událost Pozadí programu Nejnižší hladina programu Sdílené zdroje Střadač Stavové slovo procesoru - PSW Příznakový registr Kontext programu (uložit/obnovit) Asynchronous actions cont'd Interrupt service routine - ISR Interrupt return address Interrupt return instruction Asynchronous event Background (level) Lowest program level Shared resources Accumulator Processor status word - PSW Flag register Program context (save/restore) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 49
50 Asynchronní akce hw volání procedury (ISR) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 50
51 Prostředky pro organizaci hw volání procedury (interrupt) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 51
52 Sdílené prostředky (sdílí je ISR a přerušený program) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 52
53 Žádost o obsluhu přerušení (hw volání procedury) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 53
54 Žádost o obsluhu aktivní - 1 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 54
55 Dokončení aktivní instrukce - 2 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 55
56 Uložení (Push) návratové adresy do zásobníku (Stack) - 3 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 56
57 Vyzvednutí adresy obslužného programu (ISR) - 4 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 57
58 Spuštění obslužné procedury přerušení (ISR) - 5 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 58
59 Uložení kontextu do zásobníku - 6 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 59
60 Provedení těla obslužné procedury (ISR) - 7 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 60
61 Obnovení kontextu (ze zásobníku) - 8 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 61
62 Vyzvednutí návratové adresy (ze zásobníku) - 9 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 62
63 Obnovení běhu přerušeného programu - 10 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 63
64 Princip programu řízeného událostmi - souhrn Obsluha žádosti o přerušení souhrn akcí Dokonči právě prováděnou instrukci (instrukce je nepřerušitelná) Ulož (Push) návratovou adresu do zásobníku (tj. adresu, která je právě v čítači instrukcí (PC)) Vyzvedni adresu ISR (tj. podprogramu obsluhy přerušení) z tabulky vektorů přerušení Spusť ISR Vynuluj Interrupt Request Flag (závisí na typu procesoru) Ulož kontext do zásobníku Proveď tělo ISR (vlastní obsluhu žádosti o přerušení) Obnov původní kontext (vyzvedni ho ze zásobníku) Proveď instrukci Return Ta vyzvedne Návratovou adresu ze zásobníku do čítače instrukcí (PC) Pokračuj v programu na pozadí tj. čti instrukci z adresy uložené v PC Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 64
65 Event Driven Program Principle - summary Interrupt request service summary Finish current background instruction (instruction is uninterruptable) Push Return Address to stack (i.e. address in program counter) Get ISR Address from Interrupt Vector Table Start ISR routine Clear Interrupt Request Flag (depends on processor type) Save context to stack Run ISR body Restore context from stack Execute Return instruction Pop Return Address from stack (Pop it to program counter) Continue background program read next instruction from address in PC Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 65
66 Připojení operační paměti k CPU Clock CPU CB DB AB Program Memory ADDRESS DECODER MEMORY ARRAY ADDR.BUS ADDRESS VALID DATA VALID BUS MASTER TRANSFER DIRECTION (TRANSFER PATH) Data Memory ADDRESS DECODER MEMORY ARRAY DATA BUS nread nwrite CPU DATA READ CPU DATA WRITE (to MEMORY) NOTE: nread, nwrite - SIGNAL ACTIVE IN 0 I/O Channels ADDRESS DECODER Output Input INPUT/ Common OUTPUT Bus REGISTERS BUS TRANSFER DIRECTIONS: DB = BIDIRECTIONAL CB, AB = UNIDIRECTIONAL Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 66
67 Operační paměť (Main Memory) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 67
68 Cyklus obsluhy přerušení (Interrupt Cycle) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 68
69 DMA cyklus (Direct Memory Access Cycle) Common Bus Program Memory MAIN MEMORY XTAL (CRYSTAL) STABLE SYNC. SIGNAL Clock RESET CPU BIOS Operating System Application Program PROGRAM INSTRUCTIONS Power Supply Power Monitor DRQ1 DRQn HOLD DMA Controller HLDA Data Memory PROGRAM VARIABLES & PROGRAM STACK IRQ1 IRQ2 IRQn Interrupt Controller I/O Channels Output Input World Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 69
70 DMA - princip BUS MASTER 1 Common Bus Program Memory MAIN MEMORY XTAL (CRYSTAL) STABLE SYNC. SIGNAL DRQn DMA Controller Clock Control Commands Transfer Count Destination Address Source Address HOLD CPU HLDA INTRQ INTACK BIOS Operating System Application Program Data Memory PROGRAM INSTRUCTIONS PROGRAM VARIABLES & PROGRAM STACK BUS MASTER 2 IRQ1 IRQ2 IRQn Interrupt Controller I/O Channels Output Input World Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 70
71 DMA převzetí řízení sběrnice DMA TRANSFER CYCLE ADDRESS VALID DATA VALID BUS REQUEST BUS RELEASED DMA END CPU CONTINUES ADDR.BUS DATA BUS nread nwrite HOLD HLDA BUS MASTER 1 - CPU BUS MASTER 2 DMA CONTROLLER NOTE: nread, nwrite - SIGNAL ACTIVE IN 0 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 71
72 Cache (vyrovnávací paměť) Kontrolní seznam 8 Check list No.8 Cache (vyrovnávací paměť) Operační paměť Externí paměť Disk Magnetická páska Cache pro instrukce Datová cache Metoda zápisu z cache do hl.p. Zápis ihned zpět do hl.p. Zápis až při novém plnění cache Cache slot (blok + označení) Cache tag (označení bloku) Cache blok Cache Main memory Secondary memory HDD (Hard Disk Drive) Magnetic tape Instruction cache Data cache Cache write Write-through method Write-back method Cache slot Cache tag Cache block Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 72
73 Paměťová hierarchie Registry na CPU Cache Operační paměť (DRAM) Magnetický disk (HDD) CD-RW DVD-RW Magnetická páska Velikost Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 73
74 Cache vyrovnávací paměť Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 74
75 Cache vyrovnávací paměť Urychlení práce počítače Část informace přesunuta do menší ale rychlé paměti (cache) Přístup procesoru k této informaci rychlejší Pokud informace v cache není, nutno ji přisunout do cache z operační paměti Cache může být rozdělena na více úrovní (hladin) jedna z úrovní je přímo v procesoru, druhá může být vně procesoru (ale sestavená z rychlejší paměti než je paměť operační) Cache může být určena jen pro data nebo i pro instrukce Data cache Instruction cache Data cache po zpracování dat se data uloží: Ihned zpět do operační paměti (write-through method) Do data cache (write-back method). Zpět do operační paměti se uloží později, při novém plnění data cache Cache je řízena pomocí hardware Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 75
76 Cache Vyrovnávací paměť - jednohladinová Word (byte) transfer Block transfer Single Level Cache Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 76
77 Cache Vyrovnávací paměť - dvouhladinová Multi Level Cache Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 77
78 Cache princip organizace MAIN MEMORY Memory address Slot number 0 Tag CACHE Block Slot Block (K words) 1 2 X Block length (K words) Block 2 n -1 Word length Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 78
79 Cache princip organizace (přiklad) MAIN MEMORY Memory address Slot number 0 1 Tag 0001 CACHE Block Slot Block (4K words) Block X Block length 2 n -1 (4K words) Word length Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 79
80 Virtual Memory (Virtuální paměť) Kontrolní seznam 9 Check list No.9 Virtuální paměť Overlay (překryvný modul) Logická adresa Fyzická adresa Stránka (Page) MMU (přemapování adresy) Mapovací tabulka Virtuální adresa Stránka je/není v oper.paměti Virtuální stránka Ofset adresy (posun od zač.str.) Fyzická stránka v oper.pam. Stránka není v oper.paměti Virtual Memory Overlay Logical address Physical address Page MMU Memory management unit Page table Virtual address Present/absent bit Virtual page Address offset Page frame Page fault Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 80
81 Velikost programu vs. velikost operační paměti Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 81
82 Velikost programu vs. velikost operační paměti Když program větší než operační paměť (Main Memory) - možnosti Program nelze použít (to určitě nechceme) Overlays (překryvné moduly) Za vytvoření zodpovědný programátor Virtuální paměť (Paging) stránkování Za stránkování zodpovědný operační systém Pro programátory transparentní Navrženo , Manchester, Velká Británie Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 82
83 Paměťová hierarchie (zjednodušené) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 83
84 Overlays (překryvné moduly) - princip Program rozdělí PROGRAMÁTOR na části (Overlay) Overlay 1 DISK (HDD) Program se provádí postupně Overlay 2 Program Main Memory Overlay 2 Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 84
85 Overlays (překryvné moduly) - princip Když program větší než operační paměť (Main Memory) Aplikační program se rozdělí na překryvné moduly (Overlays) Za všechny akce zodpovídá programátor aplikačního programu Program se rozdělí na části (Overlays), které se vejdou do paměti Celý program je uložen ve vnější pamětí (Secondary Storage) např. HDD Programátor určí, kdy se který překryvný modul (Overlay) má zavést do operační paměti a spustit. Celý proces výpočtu pomocí překryvných modulů probíhá v režii programátora, bez pomoci počítače (operačního systému) Nepohodlné, zdlouhavá příprava, možnost chyb Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 85
86 Virtuální paměť (Virtual Memory) - princip Physical Address Logical Address Main Memory + Main Memory Page 0 Page 1 Page 2 Page 3 Page 4 Disk Disk Page 5 Page N Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 86
87 Virtuální paměť (Virtual Memory) Virtuální paměť Paměťový prostor je rozšířen na disk Adresy (logické) mohou mít hodnotu větší než odpovídá rozsahu operační paměti (Main Memory) Část instrukcí a dat spuštěného programu je odložena (Swap) na externí paměťové medium (disk) (ty, které nejsou právě třeba při provádění programu) Paměťová jednotka, která se přenáší mezi virtuální a fyzickou pamětí se nazývá stránka (Page) Překódování adres (mapování, remaping) řídí jednotka MMU Memory Management Unit (je součástí CPU) Za překódování (přemapování) virtuální adresy na fyzickou odpovídá operační systém (pro programátora aplikace je činnost MMU transparentní) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 87
88 Virtuální paměť a MMU (Memory Management Unit) Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 88
89 Virtuální a fyzická adresa... Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 89
90 MMU princip činnosti... Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 90
91 MMU Jednotka přemapování adres VIRTUÁLNÍ PAMĚŤ Page Virtual adresses FYZICKÁ PAMĚŤ (MAIN MEMORY) Page frame Physical adresses MMU bit virtual page 10-bit offset 16-bit virtual address 12-bit memory address Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 91
92 MMU Jednotka přemapování adres Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 92
93 ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Architektura počítače Základní bloky Provádění instrukcí KONEC České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 - Architektura počítače 93
Vstup-výstup Input-Output Přehled a obsluha
ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Vstup-výstup Input-Output Přehled a obsluha České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 12 Ver.1.00 2010 Operační systém (Operating
VíceSystém přerušení. Algoritmizace a programování. Struktura počítače - pokračování. Systémová struktura počítače pokrač.
Algoritmizace a programování Struktura počítače - pokračování České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver.1.10 J. Zděnek 2015 Systémová struktura počítače pokrač. Systém přerušení A8B14ADP
VíceMIKROPROCESORY PRO VÝKONOVÉ SYSTÉMY. Systémová struktura počítače
MIKROPROCESORY PRO VÝKONOVÉ SYSTÉMY Systémová struktura počítače Řízení běhu programu České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická A1B14MIS Mikroprocesory pro výkonové systémy 05 Ver.1.20 J. Zděnek,
VíceAlgoritmizace a programování
Algoritmizace a programování Struktura počítače - pokračování České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver.1.10 J. Zděnek 2015 Systémová struktura počítače pokrač. Systém přerušení A8B14ADP
VíceŘÍZENÍ ELEKTRICKÝCH POHONŮ. Systémová struktura počítače Řízení běhu programu. České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická
ŘÍZENÍ ELEKTRICKÝCH POHONŮ Systémová struktura počítače Řízení běhu programu České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická A1M14RPO Řízení elektrických pohonů 01 Ver.1.20 J. Zděnek, 20151 Požadované
VíceStruktura a architektura počítačů
Struktura a architektura počítačů Paměti počítače DMA přenos České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver.1.20 J. Zděnek 20131 Paměť počítače Paměť počítače je zařízení pro uchování programu
VíceOperační systémy. Tomáš Hudec. Tomas.Hudec@upce.cz. http://asuei01.upceucebny.cz/usr/hudec/vyuka/os/
Operační systémy Tomáš Hudec Tomas.Hudec@upce.cz http://asuei01.upceucebny.cz/usr/hudec/vyuka/os/ Osnova definice OS historie rozdělení dle určení koncepce systémová volání rozdělení dle struktury 2 Literatura
VíceAlgoritmizace a programování
Algoritmizace a programování Struktura počítače České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver.1.10 J. Zděnek 2015 Struktura předmětu Systémová struktura počítače, procesor, paměti, periferní
VíceAlgoritmizace a programování
Algoritmizace a programování Struktura počítače České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver.1.10 J. Zděnek 2015 Struktura předmětu Systémová struktura počítače, procesor, paměti, periferní
VíceStruktura a architektura počítačů
Struktura a architektura počítačů Systémová struktura počítače Řízení běhu programu Systém přerušení České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver.1.30 J. Zděnek / M. Chomát 2014 Požadované
VíceOperační systémy. Tomáš Vojnar IOS 2009/2010. Vysoké učení technické v Brně Fakulta informačních technologií Božetěchova 2, 612 66 Brno
Operační systémy IOS 2009/2010 Tomáš Vojnar Vysoké učení technické v Brně Fakulta informačních technologií Božetěchova 2, 612 66 Brno ÚÓ Ò Ö ØºÚÙØ ÖºÞ Úvod do UNIXu p.1/11 Unix úvod Úvod do UNIXu p.2/11
VíceKubatova 19.4.2007 Y36SAP - 13. procesor - control unit obvodový a mikroprogramový řadič RISC. 19.4.2007 Y36SAP-control unit 1
Y36SAP - 13 procesor - control unit obvodový a mikroprogramový řadič RISC 19.4.2007 Y36SAP-control unit 1 Von Neumannova architektura (UPS1) Instrukce a data jsou uloženy v téže paměti. Paměť je organizována
VíceOperační systém (Operating System)
ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Ver.1.00 Operační systém (Operating System) Definice, komponenty OS, vývoj a typy OS, služby OS, systémová volání, systémové programy, architektura České vysoké učení technické
VíceSběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC
Informatika 2 Technické prostředky počítačové techniky - 2 Přednáší: doc. Ing. Jan Skrbek, Dr. - KIN Přednášky: středa 14 20 15 55 Spojení: e-mail: jan.skrbek@tul.cz 16 10 17 45 tel.: 48 535 2442 Obsah:
VíceArchitektura počítače
Architektura počítače Výpočetní systém HIERARCHICKÁ STRUKTURA Úroveň aplikačních programů Úroveň obecných funkčních programů Úroveň vyšších programovacích jazyků a prostředí Úroveň základních programovacích
VíceTechnické prostředky počítačové techniky
Počítač - stroj, který podle předem připravených instrukcí zpracovává data Základní části: centrální procesorová jednotka (schopná řídit se posloupností instrukcí a ovládat další části počítače) zařízení
VíceÚvod do informačních technologií
Úvod do informačních technologií Jan Outrata KATEDRA INFORMATIKY UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI přednášky Úvod Jan Outrata (Univerzita Palackého v Olomouci) Úvod do informačních technologií Olomouc, září
Vícea co je operační systém?
a co je operační systém? Funkce vylepšení HW sjednocení různosti zařízení ulehčení programování (např. časové závislosti) přiblížení k potřebám aplikací o soubory namísto diskových bloků o více procesorů
VíceOperační systémy. Přednáška 8: Správa paměti II
Operační systémy Přednáška 8: Správa paměti II 1 Jednoduché stránkování Hlavní paměť rozdělená na malé úseky stejné velikosti (např. 4kB) nazývané rámce (frames). Program rozdělen na malé úseky stejné
VíceDalší aspekty architektur CISC a RISC Aktuálnost obsahu registru
Cíl přednášky: Vysvětlit principy práce s registry v architekturách RISC a CISC, upozornit na rozdíly. Vysvětlit možnosti využívání sad registrů. Zabývat se principy využívanými v procesorech Intel. Zabývat
VíceProcesor. Procesor FPU ALU. Řadič mikrokód
Procesor Procesor Integrovaný obvod zajišťující funkce CPU Tvoří srdce a mozek celého počítače a do značné míry ovlivňuje výkon celého počítače (čím rychlejší procesor, tím rychlejší počítač) Provádí jednotlivé
VíceSÁM O SOBĚ DOKÁŽE POČÍTAČ DĚLAT JEN O MÁLO VÍC NEŽ TO, ŽE PO ZAPNUTÍ, PODOBNĚ JAKO KOJENEC PO PROBUZENÍ, CHCE JÍST.
OPERAČNÍ SYSTÉMY SÁM O SOBĚ DOKÁŽE POČÍTAČ DĚLAT JEN O MÁLO VÍC NEŽ TO, ŽE PO ZAPNUTÍ, PODOBNĚ JAKO KOJENEC PO PROBUZENÍ, CHCE JÍST. OPERAČNÍ SYSTÉMY PŮVODNĚ VYVINUTY K ŘÍZENÍ SLOŽITÝCH VSTUPNÍCH A VÝSTUPNÍCH
VíceArchitektura počítačů
Architektura počítačů Historie První počítače v dnešním slova smyslu se začaly objevovat v průběhu 2. světové války a těsně po ní. Největší vliv na utváření představ, jak by počítače měly být konstruovány,
VíceČinnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus
Činnost CPU Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus Hodinový cyklus CPU je synchronní obvod nutné hodiny (f CLK ) Instrukční cyklus IF = doba potřebná
VícePROCESOR. Typy procesorů
PROCESOR Procesor je ústřední výkonnou jednotkou počítače, která čte z paměti instrukce a na jejich základě vykonává program. Primárním úkolem procesoru je řídit činnost ostatních částí počítače včetně
VíceArchitektura počítače Základní bloky Provádění instrukcí
ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Architektura počítače Základní bloky Provádění instrukcí České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 01 Ver.1.00 2010 Hodnocení předmětu
VíceArchitektury CISC a RISC, uplatnění v personálních počítačích
Architektury CISC a RISC, uplatnění v personálních počítačích 1 Cíl přednášky Vysvětlit, jak pracují architektury CISC a RISC, upozornit na rozdíly. Zdůraznit, jak se typické rysy obou typů architektur
VíceHW počítače co se nalézá uvnitř počítačové skříně
ZVT HW počítače co se nalézá uvnitř počítačové skříně HW vybavení PC Hardware Vnitřní (uvnitř počítačové skříně) Vnější ( ) Základní HW základní jednotka + zobrazovací zařízení + klávesnice + (myš) Vnější
VíceZákladní deska (1) Parametry procesoru (2) Parametry procesoru (1) Označována také jako mainboard, motherboard
Základní deska (1) Označována také jako mainboard, motherboard Deska plošného spoje tvořící základ celého počítače Zpravidla obsahuje: procesor (mikroprocesor) patici pro numerický koprocesor (resp. osazený
VíceHISTORIE VÝPOČETNÍ TECHNIKY. Od abakusu k PC
HISTORIE VÝPOČETNÍ TECHNIKY Od abakusu k PC Předchůdci počítačů abakus - nejstarší předek počítačů, počítací pomůcka založená na principu posuvných korálků. V Číně byl abakus používán od 13. století, v
VíceProcesory, mikroprocesory, procesory na FPGA. 30.1.2013 O. Novák, CIE 11 1
Procesory, mikroprocesory, procesory na FPGA 30.1.2013 O. Novák, CIE 11 1 Od sekvenčních automatů k mikroprocesorům 30.1.2013 O. Novák, CIE 11 2 30.1.2013 O. Novák, CIE 11 3 Architektura počítačů Von Neumannovská,
VícePřednášky o výpočetní technice. Hardware teoreticky. Adam Dominec 2010
Přednášky o výpočetní technice Hardware teoreticky Adam Dominec 2010 Rozvržení Historie Procesor Paměť Základní deska přednášky o výpočetní technice Počítací stroje Mechanické počítačky se rozvíjely už
VíceObsah. Kapitola 1 Skříně počítačů 15. Kapitola 2 Základní deska (mainboard) 19. Kapitola 3 Napájecí zdroj 25. Úvod 11
Obsah Úvod 11 Informace o použitém hardwaru 12 Několik poznámek k Windows 13 Windows XP 13 Windows Vista 13 Kapitola 1 Skříně počítačů 15 Typy skříní 15 Desktop 15 Tower (věžová provedení) 15 Rozměry skříní
VíceOperační systémy. Tomáš Vojnar IOS 2010/2011. Vysoké učení technické v Brně Fakulta informačních technologií Božetěchova 2, 612 66 Brno
Operační systémy IOS 2010/2011 Tomáš Vojnar Vysoké učení technické v Brně Fakulta informačních technologií Božetěchova 2, 612 66 Brno ÚÓ Ò Ö ØºÚÙØ ÖºÞ Úvod do UNIXu p.1/15 Unix úvod Úvod do UNIXu p.2/15
VíceZáklady informatiky. Operační systémy
Základy informatiky Operační systémy Zpracoval: Upraveno: Ing. Pavel Děrgel Daniela Ďuráková Cíle dnešní přednášky Operační systém základní funkce souborové systémy Windows historie, vlastnosti Linux historie
VíceZáklady informatiky. 2. Přednáška HW. Lenka Carr Motyčková. February 22, 2011 Základy informatiky 2
Základy informatiky 2. Přednáška HW Lenka Carr Motyčková February 22, 2011 Základy informatiky 1 February 22, 2011 Základy informatiky 2 February 22, 2011 Základy informatiky 3 February 22, 2011 Základy
VíceÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ. Vývoj SW aplikací. Unix, POSIX, WinAPI, programování komunikace s periferními zařízeními, ovladače zařízení
ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Ver.1.00 Vývoj SW aplikací Unix, POSIX, WinAPI, programování komunikace s periferními zařízeními, ovladače zařízení České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická 2012
VíceStruktura a architektura počítačů
Struktura a architektura počítačů Alfanumerické kódy Řadič procesoru CISC, RISC Pipelining České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver 1.20 J. Zděnek 2014 Alfanumerické kódy Kódování zobrazitelných
VíceÚvod SISD. Sekvenční výpočty SIMD MIMD
Úvod SISD Single instruction single data stream Sekvenční výpočty MISD 1. Přednáška Historie Multiple instruction single data stream SIMD Single instruction multiple data stream MIMD Multiple instruction
VíceSběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC
Informační systémy 2 Obsah: Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC ROM RAM Paměti typu CACHE IS2-4 1 Dnešní info: Informační systémy 2 03 Informační systémy
VíceGymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115
Číslo projektu: Číslo šablony: Název materiálu: Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115 CZ.1.07/1.5.00/34.0410 II/2 Parts of a computer IT English Ročník: Identifikace materiálu: Jméno
VíceÚvod do architektur personálních počítačů
Úvod do architektur personálních počítačů 1 Cíl přednášky Popsat principy proudového zpracování informace. Popsat principy zřetězeného zpracování instrukcí. Zabývat se způsoby uplatnění tohoto principu
VíceZákladní principy konstrukce systémové sběrnice - shrnutí. Shrnout základní principy konstrukce a fungování systémových sběrnic.
Základní principy konstrukce systémové sběrnice - shrnutí Shrnout základní principy konstrukce a fungování systémových sběrnic. 1 Co je to systémová sběrnice? Systémová sběrnice je prostředek sloužící
VíceZáklady programování Operační systémy (UNIX) doc. RNDr. Petr Šaloun, Ph.D. VŠB-TUO, FEI (přednáška připravena z podkladů Ing. Michala Radeckého)
Základy programování Operační systémy (UNIX) doc. RNDr. Petr Šaloun, Ph.D. VŠB-TUO, FEI (přednáška připravena z podkladů Ing. Michala Radeckého) Historický základ Jednoduché a málo výkonné počítače Uživatel
VíceStrojový kód k d a asembler procesoru MIPS SPIM. MIPS - prostředí NMS NMS. 32 ks 32bitových registrů ( adresa registru = 5 bitů).
Strojový kód k d a asembler procesoru MIPS Použit ití simulátoru SPIM K.D. - cvičení ÚPA 1 MIPS - prostředí 32 ks 32bitových registrů ( adresa registru = 5 bitů). Registr $0 je zero čte se jako 0x0, zápis
VíceOperační systémy. Přednáška 1: Úvod
Operační systémy Přednáška 1: Úvod 1 Organizace předmětu Přednášky každé úterý 18:00-19:30 v K1 Přednášející Jan Trdlička email: trdlicka@fel.cvut.z kancelář: K324 Cvičení pondělí, úterý, středa Informace
VíceOperační systémy. Tomáš Hudec. Tomas.Hudec@upce.cz. http://asuei01.upceucebny.cz/usr/hudec/vyuka/os/
Operační systémy Tomáš Hudec Tomas.Hudec@upce.cz http://asuei01.upceucebny.cz/usr/hudec/vyuka/os/ 2 / 28 Osnova definice OS historie rozdělení dle určení koncepce systémová volání rozdělení dle struktury
VíceProcesor. Základní prvky procesoru Instrukční sada Metody zvýšení výkonu procesoru
Počítačové systémy Procesor Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-1/17- Západočeská univerzita v Plzni Víceúrovňová organizace počítače Digital logic level Microarchitecture level Processor Instruction
VíceCharakteristika dalších verzí procesorů v PC
Charakteristika dalších verzí procesorů v PC 1 Cíl přednášky Poukázat na principy tvorby architektur nových verzí personálních počítačů. Prezentovat aktuální pojmy. 2 Úvod Zvyšování výkonu cestou paralelizace
VíceSběrnicová struktura PC Interní počítačové paměti PC
Technické prostředky počítačové techniky Obsah: Sběrnicová struktura PC Interní počítačové paměti PC ROM RAM Paměti typu CACHE IS2-4 1 Dnešní info: Informatika 2 04 Zemřel otec e-mailu Aplikace Záchranka
VíceKlasifikace počítačů a technologické trendy Modifikace von Neumanova schématu pro PC
Přednáší: doc. Ing. Jan Skrbek, Dr. - KIN Přednášky: středa 14 20 15 55 Obsah: Historie počítačů Počítačové generace Spojení: e-mail: jan.skrbek@tul.cz 16 10 17 45 tel.: 48 535 2442 Klasifikace počítačů
VíceVážení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, že na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, že ukázka má sloužit výhradnì pro osobní potøebu potenciálního kupujícího
VíceMetody připojování periferií BI-MPP Přednáška 2
Metody připojování periferií BI-MPP Přednáška 2 Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Miroslav Skrbek 2010,2011
Více2 Hardware a operační systémy
Operační systémy 2 Hardware a operační systémy Obsah: 2.1 Procesor CPU, 2.1.1 Zpracování instrukcí, 2.1.2 Zvyšování výkonu CPU, 2.1.3 Režimy CPU, 2.2 Paměť, 2.2.1 Cache, 2.3 Vstupně výstupní zařízení,
VíceZákladní pojmy a historie výpočetní techniky
Základní pojmy a historie výpočetní techniky Vaše jméno 2009 Základní pojmy a historie výpočetní techniky...1 Základní pojmy výpočetní techniky...2 Historický vývoj počítačů:...2 PRVOHORY...2 DRUHOHORY...2
VíceMIKROPROCESORY PRO VÝKONOVÉ SYSTÉMY. Systém přerušení. České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická
MIKROPROCESORY PRO VÝKONOVÉ SYSTÉMY Systém přerušení České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická A1B14MIS Mikroprocesory pro výkonové systémy 6 Ver.1.2 J. Zděnek, 213 1 pic18f Family Interrupt
VícePřednáška. Vstup/Výstup. Katedra počítačových systémů FIT, České vysoké učení technické v Praze Jan Trdlička, 2012
Přednáška Vstup/Výstup. Katedra počítačových systémů FIT, České vysoké učení technické v Praze Jan Trdlička, 2012 Příprava studijního programu Informatika je podporována projektem financovaným z Evropského
VíceUniverzita Pardubice Fakulta ekonomicko-správní. Vytvoření podpůrných nástrojů pro výuku předmětu Operační systémy. Michal Bělský
Univerzita Pardubice Fakulta ekonomicko-správní Vytvoření podpůrných nástrojů pro výuku předmětu Operační systémy Michal Bělský Bakalářská práce 2008 Poděkování Rád bych poděkoval svému vedoucímu práce
VíceStruktura a architektura počítačů (BI-SAP) 7
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 7 doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii
VíceIT ESS II. 1. Operating Systém Fundamentals
IT ESS II. 1. Operating Systém Fundamentals Srovnání desktopových OS a NOSs workstation síťové OS (NOSs) jednouživatelské jednoúlohové bez vzdáleného přístupu místní přístup k souborům poskytují a zpřístupňují
VíceOperační systémy (OS)
Operační systémy (OS) Operační systém Základní softwarové vybavení Ovládá technické vybavení počítače Tvoří rozhraní mezi aplikačními (uživatelskými) programy a hardwarem organizace přístupu k datům spouštění
VíceIntel 80486 (2) Intel 80486 (1) Intel 80486 (3) Intel 80486 (4) Intel 80486 (6) Intel 80486 (5) Nezřetězené zpracování instrukcí:
Intel 80486 (1) Vyroben v roce 1989 Prodáván pod oficiálním názvem 80486DX Plně 32bitový procesor Na svém čipu má integrován: - zmodernizovaný procesor 80386 - numerický koprocesor 80387 - L1 (interní)
VíceÚvod. unx-predn_01-uvod.odt 25.02.2008 16:13:43 1
Úvod unx-predn_01-uvod.odt 25.02.2008 16:13:43 1 Operační systém UNIX Přednášky Jan Zajic, zajic@fel.cvut.cz, K226 Web service.felk.cvut.cz/courses Cíl předmětu pokročilý uživatel začínající administrátor
VícePaměti EEPROM (1) Paměti EEPROM (2) Paměti Flash (1) Paměti EEPROM (3) Paměti Flash (2) Paměti Flash (3)
Paměti EEPROM (1) EEPROM Electrically EPROM Mají podobné chování jako paměti EPROM, tj. jedná se o statické, energeticky nezávislé paměti, které je možné naprogramovat a později z nich informace vymazat
VíceManagement procesu I Mgr. Josef Horálek
Management procesu I Mgr. Josef Horálek Procesy = Starší počítače umožňovaly spouštět pouze jeden program. Tento program plně využíval OS i všechny systémové zdroje. Současné počítače umožňují běh více
VíceOperační systémy Rozdělení a popis. Autor: Ing. Jan Nožička SOŠ a SOU Česká Lípa VY_32_INOVACE_1124_Operační systémy Rozdělení a popis_pwp
Operační systémy Rozdělení a popis Autor: Ing. Jan Nožička SOŠ a SOU Česká Lípa VY_32_INOVACE_1124_Operační systémy Rozdělení a popis_pwp Název školy: Číslo a název projektu: Číslo a název šablony klíčové
VíceProcesy a vlákna (Processes and Threads)
ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ Ver.1.00 Procesy a vlákna (Processes and Threads) Správa procesů a vláken České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická 2012 Použitá literatura [1] Stallings, W.: Operating
VíceSÁLOVÉ POČÍTAČE. Principy počítačů. Literatura. Harvard Mark I 1944-1959. Grace Murray Hopper ENIAC
Principy počítačů SÁLOVÉ POČÍTAČE Literatura www.computerhistory.org C.Wurster: Computers An Ilustrated History R.Rojas, U.Hashagen: The First Computers History and Architectures Myslím, že na světě je
Více2010/2011 ZS. Operační systém. úvod základní architektury
Principy počítačů a operačních systémů Operační systém úvod základní architektury Historický vývoj 1. generace počítačů (40.-50. léta 20. stol.) technologie relé, elektronky programování strojový kód propojovací
VícePB153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
PB153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ Něco málo o hardwaru 02 1/30 HISTORIE: DÁVKOVÉ SYSTÉMY První počítače obrovské stroje zabírající patra budov velice drahé I/O zařízení: děrné štítky, děrná páska,
VíceCo je to počítač? Počítač je stroj pro zpracování informací Jaké jsou základní části počítače? Monitor, počítač (CASE), klávesnice, myš
základní pojmy ve výpočetní technice Co je to počítač? Počítač je stroj pro zpracování informací Jaké jsou základní části počítače? Monitor, počítač (CASE), klávesnice, myš základní pojmy ve výpočetní
VíceStruktura a architektura počítačů (BI-SAP) 1
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 1 doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii
VícePřednáška - A3B38MMP Procesory s jádrem ARM. A3B38MMP 2015, J. Fischer, kat. měření, ČVUT-FEL Praha 1
Přednáška - A3B38MMP Procesory s jádrem ARM. A3B38MMP 2015, J. Fischer, kat. měření, ČVUT-FEL Praha 1 ARM - historie ARM - RISC procesory (původ britská firma Acorn, procesory - stolní počítače později
VícePrincipy činnosti sběrnic
Cíl přednášky: Ukázat, jak se vyvíjely architektury počítačů v souvislosti s architekturami sběrnic. Zařadit konkrétní typy sběrnic do vývojových etap výpočetních systémů. Ukázat, jak jsou tyto principy
VíceMiroslav Tichý, tic136
Miroslav Tichý, tic136 32bitová mikroprocesorová architektura typu RISC(Reduced Instruction Set Computer) mobilním odvětví - smartphony, PDA, přenosné herní konzole, kalkulačky apod. Důvod: nízké vyzařované
VíceHardware. Z čeho se skládá počítač
Hardware Z čeho se skládá počítač Základní jednotka (někdy také stanice) obsahuje: výstupní zobrazovací zařízení CRT nebo LCD monitor počítačová myš vlastní počítač obsahující všechny základní i přídavné
VíceOperační systémy. Jednoduché stránkování. Virtuální paměť. Příklad: jednoduché stránkování. Virtuální paměť se stránkování. Memory Management Unit
Jednoduché stránkování Operační systémy Přednáška 8: Správa paměti II Hlavní paměť rozdělená na malé úseky stejné velikosti (např. 4kB) nazývané rámce (frames). Program rozdělen na malé úseky stejné velikosti
VíceOperační paměti počítačů PC
Operační paměti počítačů PC Dynamické paměti RAM operační č paměť je realizována čipy dynamických pamětí RAM DRAM informace uchovávána jako náboj na kondenzátoru nutnost náboj pravidelně obnovovat (refresh)
VíceFaculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague
Tomáš Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague Zjednodušené schéma systému z základ hardware pro mainframe tvoří: operační pamět - MAIN / REAL STORAGE jeden
VíceSběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC
Informatika 2 Technické prostředky počítačové techniky - 2 Přednáší: doc. Ing. Jan Skrbek, Dr. - KIN Přednášky: středa 14 20 15 55 Spojení: e-mail: jan.skrbek@tul.cz 16 10 17 45 tel.: 48 535 2442 Obsah:
Více6. Procesory jiných firem... 1
6. Procesory jiných firem. Obsah 6. Procesory jiných firem.... 1 6.1. Acron RISC Machine (ARM)... 1 6.1.1. Charakteristika procesoru ARM... 2 6.1.2. Architektura procesoru ARM... 3 6.1.3. Specifika procesoru
VíceZáklady digitální techniky
Základy digitální techniky Binarna aritmetika. Tabulky Karno. Operace logické a aritmetické; Binarna aritmetika. č. soust zákl. Abeceda zápis čísla binarní B=2 a={0,1} 1100 oktalová B=8 a={0,1,2,3,4,5,6,7}
Vícezení Koncepce připojení V/V zařízení POT POT ... V/V zařízení jsou připojena na sběrnici pomocí řadičů. Řadiče Připojení periferních zařízení
Připojení periferních zařízen zení 1 Koncepce připojení V/V zařízení V/V zařízení jsou připojena na sběrnici pomocí řadičů. Řadiče specializované (řadič disku) lze k nim připojit jen zařízení určitého
VíceIntel 80286. Procesor a jeho konstrukce. Vývojové typy, činnost procesoru
Procesor a jeho konstrukce. Vývojové typy, činnost procesoru První obvod nazvaný mikroprocesor uvedla na trh firma Intel v roce 1970. Šlo o 4bitový procesor Intel 4004. V roce 1972 byl MCS8 prvním 8bitovým
VícePaměti a jejich organizace
Kapitola 5 Paměti a jejich organizace 5.1 Vnitřní a vnější paměti, vlastnosti jednotlivých typů Vnější paměti Jsou umístěny mimo základní jednotku. Lze je zařadit mezi periferní zařízení. Zápis a čtení
VíceObvody a architektura počítačů. Jednoprocesorové počítače
Obvody a architektura počítačů Jednoprocesorové počítače Josef Voltr, 2013 Modulární sestava počítače s jedním procesorem Postup činnosti počítače 1. procesor vyšle adresu pamětové buňky 2. paměť vyšle
VíceOperační systémy Linux, Mac OS X a jejich srovnání
5 5.1 Operační systémy Linux, Mac OS X a jejich srovnání Popište výhody programů OpenSource, čím se vyznačují OpenSource programy se vyznačují tím, že se dodávají i se zdrojovým kódem. S tímto kódem může
VíceCílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností a hlavnímu parametry.
Paměti Cílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností a hlavnímu parametry. Klíčové pojmy: paměť, RAM, rozdělení pamětí, ROM, vnitřní paměť, vnější paměť. Úvod Operační paměť
VíceMetody připojování periferií
Metody připojování periferií BI-MPP Přednáška 3 Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Miroslav Skrbek 2010,2011
VíceFASTPort. Nová sběrnice pro připojení inteligentních karet* k osmibitovým počítačům. aneb. Jak připojit koprocesor
FASTPort Nová sběrnice pro připojení inteligentních karet* k osmibitovým počítačům aneb Jak připojit koprocesor *) inteligentní karta = karta vybavená vlastním procesorem J. Němeček 12. 10. 2013 úvodní
Více4-1 4. Přednáška. Strojový kód a data. 4. Přednáška ISA. 2004-2007 J. Buček, R. Lórencz
4-4. Přednáška 4. Přednáška ISA J. Buček, R. Lórencz 24-27 J. Buček, R. Lórencz 4-2 4. Přednáška Obsah přednášky Násobení a dělení v počítači Základní cyklus počítače Charakteristika třech základní typů
Víceéra elektrického proudu a počítačů 3. generace
3. generace Znaky 3. generace tranzistory vydávaly teplo - poškozování dalších součástek uvnitř počítače vynález integrovaného obvodu (IO) zvýšení rychlosti, zmenšení rozměrů modely relativně malých osobních
VícePaměťové prvky. ITP Technika personálních počítačů. Zdeněk Kotásek Marcela Šimková Pavel Bartoš
Paměťové prvky ITP Technika personálních počítačů Zdeněk Kotásek Marcela Šimková Pavel Bartoš Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně Božetěchova 2, 612 66 Brno Osnova Typy
VíceCHARAKTERISTIKY MODELŮ PC
CHARAKTERISTIKY MODELŮ PC Historie: červenec 1980 skupina 12 pracovníků firmy IBM byla pověřena vývojem osobního počítače 12. srpna 1981 byl počítač veřejně prezentován do konce r. 1983 400 000 prodaných
VícePrincipy operačních systémů. Lekce 2: Správa paměti
Principy operačních systémů Lekce 2: Správa paměti Funkce správce paměti Správce (operační) paměti je součástí kernelu. Jeho implementace může být různá, ale základní funkce jsou obdobné ve všech OS: Udržovat
VíceEvropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti MI-SOC: 9 SYSTÉMOVÝ NÁVRH, IP-CORES doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii ČVUT v Praze
VíceKomunikace procesoru s okolím
Komunikace procesoru s okolím Obvody umožňující komunikaci procesoru s okolím, zahrnujeme do tzv. podpůrných obvodů, které jsou součástí čipové sady základní desky. Ke komunikaci s okolím procesor používá
VíceSemestrální práce z předmětu. Jan Bařtipán / A03043 bartipan@studentes.zcu.cz
Semestrální práce z předmětu KIV/UPA Jan Bařtipán / A03043 bartipan@studentes.zcu.cz Zadání Program přečte ze vstupu dvě čísla v hexadecimálním tvaru a vypíše jejich součet (opět v hexadecimální tvaru).
Více4 Správa paměti. 4.1 Základní správa paměti
Katedra informatiky, FEI VŠB-TUO, Petr Olivka. Tento text je neautorizovaný a nerecenzovaný překlad doporučené literatury: Andrew S. Tanenbaum, Operating Systems: DesignandImplementation,ajeurčenjenprostudijníúčely.
VíceCílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností, budoucností a hlavními parametry.
Paměti Cílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností, budoucností a hlavními parametry. Klíčové pojmy: paměť, RAM, rozdělení pamětí, ROM, vnitřní paměť, vnější paměť. Úvod
Více