Poctacov e syst emy { prehled

Podobné dokumenty
Poctacov e syst emy { prehled

Podsyst em vstupu a v ystupu

Rzen informacn bezpecnosti v organizaci

Rzen informacn bezpecnosti v organizaci

Distribuovan e algoritmy

Podsyst em vstupu a v ystupu

Sekven cn soubory. PV 062 Organizace soubor u. Jan Staudek Verze : jaro 2018

Spr ava hlavn pam eti

Procesy. PB 152 Operacn syst emy. Jan Staudek Verze : jaro 2017

Operacn syst emy { prehled

Vl akna. PB 152 Operacn syst emy. Jan ÐStaudek Verze : jaro 2015

Spr ava hlavn pam eti

Procesy. Uvodem k proces um. PB 152 Operacn syst emy. Program a proces. Uvodem k proces um

Operacn syst emy { prehled

Prklad dokumentov e z akladny ISMS

Obnova transakc po v ypadku

Uvod, celkov y prehled problematiky

Vl akna. Proces a vl akna. PB 152 Operacn syst emy. Resen editoru pomoc vl aken. Koncept sekvencnho procesu m uze b yt neefektivn

Přednáška 1. Katedra počítačových systémů FIT, České vysoké učení technické v Praze Jan Trdlička, 2012

Operační systémy. Přednáška 1: Úvod

Uvod, celkov y prehled problematiky

GPDR, General Data Protection Regulation

Paralelní systémy. SIMD jeden tok instrukcí + více toků dat jedním programem je zpracováváno více různých souborů dat

Projekt implementace ISMS Dodatek 1, PDCA

Typologie, funkcn skladba a architektury OS, prklady z Windows, Unix, Linux, MAC OSx

Distribuovan e prostred, cas a stav v distribuovan em prostred

Distribuovan e prostred, cas a stav v distribuovan em prostred

Typologie, funkcn skladby a architektury OS

Struktura a architektura počítačů

Pl anov an. PB 152 Operacn syst emy. Jan Staudek Verze : jaro 2017

Prepn an, switching. Propojovac probl em. PV 169 Z aklady prenosu dat. Prepnac, prepnan a st' Metody prepn an

Typologie, funkcn skladba a architektury OS, prklady z Windows, Unix, Linux, MAC OSx

Verze : jaro 2017 Jan Staudek, FI MU Brno

Typologie, funkcn skladba a architektury OS, prklady z Windows, Unix, Linux, Android

Projekt implementace ISMS

Operační systémy. Přednáška 8: Správa paměti II

Volba v udce, Leader Election

Volba v udce, Leader Election

Politika informacn bezpecnosti

Politika informacn bezpecnosti, Dodatek

Typologie, funkcn skladby a architektury OS

Virtu aln pam et' PB 152 Operacn syst emy. Jan Staudek Verze : jaro 2017

Přednáška. Vstup/Výstup. Katedra počítačových systémů FIT, České vysoké učení technické v Praze Jan Trdlička, 2012

Obnova transakc po v ypadku

Soubor, souborov e organizace

Aplikacn bezpecnost. Informacn bezpecnost z pohledu aplikacnch syst em u. PV 017 Bezpecnost informacnch technologi

Projekt implementace ISMS

Audit (prezkoum av an) bezpecnostnch opatren, politik, syst em u,...

Politika informacn bezpecnosti, Dodatek

Bezs n urov a telefonie, DECT

Aplikacn bezpecnost. PV 017 Bezpecnost informacnch technologi. Jan Staudek Verze : podzim 2017

Typologie, funkcn skladba a architektury OS, prklady z Windows, Unix, Linux, Android

Prklady opatren, zranitelnost a hrozeb

Hasov an (hashing) na vn ejsch pam etech

Audit (prezkoum av an) bezpecnostnch opatren, politik, syst em u,...

Přednáška. Správa paměti II. Katedra počítačových systémů FIT, České vysoké učení technické v Praze Jan Trdlička, 2012

Operační systémy. Jednoduché stránkování. Virtuální paměť. Příklad: jednoduché stránkování. Virtuální paměť se stránkování. Memory Management Unit

Činnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus

Základy informatiky. 2. Přednáška HW. Lenka Carr Motyčková. February 22, 2011 Základy informatiky 2

OPS Paralelní systémy, seznam pojmů, klasifikace

Obvody a architektura počítačů. Jednoprocesorové počítače

Soubor, souborov e organizace

Postup tvorby studijní opory

Projekt implementace ISMS Dodatek 4, Prklad politiky ISMS

Soubor, souborov e organizace

Procesor. Procesor FPU ALU. Řadič mikrokód

Počítač jako prostředek řízení. Struktura a organizace počítače

Technické prostředky počítačové techniky

Přehled paralelních architektur. Dělení paralelních architektur Flynnova taxonomie Komunikační modely paralelních architektur

Základní deska (1) Parametry procesoru (2) Parametry procesoru (1) Označována také jako mainboard, motherboard

PB153 Operační systémy a jejich rozhraní

Architektura počítače

Charakteristika dalších verzí procesorů v PC

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

14/10/2015 Z Á K L A D N Í C E N Í K Z B O Ž Í Strana: 1

Pokročilé architektury počítačů

Hierarchick e indexy, B / B+ stromy, tries

Stacionární kondenzační kotle. Tradice, kvalita, inovace, technická podpora.

Digit aln vysl an. PV 169 Z aklady prenosu dat. Jan Staudek Verze : podzim 2018

Rzen reakc na bezpecnostn incidenty

Digit aln vysl an. K odov an spoje. PV 169 Z aklady prenosu dat. Prvek sign alu, prvek dat, stupe n sign alu. Stupe n dat, baudov a / bitov a rychlost

HONEYWELL. DL424/425 DirectLine modul čidla pro sondy rozpusteného kyslíku DL5000

Řízení IO přenosů DMA řadičem

PB153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ

Krit eria hodnocen informacn bezpecnosti, dodatek

Hierarchick e indexy, B / B+ stromy, tries

SÁM O SOBĚ DOKÁŽE POČÍTAČ DĚLAT JEN O MÁLO VÍC NEŽ TO, ŽE PO ZAPNUTÍ, PODOBNĚ JAKO KOJENEC PO PROBUZENÍ, CHCE JÍST.

Metody připojování periferií BI-MPP Přednáška 2

Sign aly. Data a sign aly. PV 169 Z aklady prenosu dat. Sign al, elektromagnetick y sign al. (Elektromagnetick y) sign al

Principy operačních systémů. Lekce 2: Správa paměti

Projekt implementace ISMS, Dodatek 2, Pozn amky k projektov emu rzen

Logická organizace paměti Josef Horálek

MATEMATICKÝ MODEL POHODLÍ CESTUJÍCÍCH NA LINCE VEŘEJNÉ HROMADNÉ DOPRAVY

Další aspekty architektur CISC a RISC Aktuálnost obsahu registru

Hierarchick e indexy, B / B+ stromy, tries

4. PRŮBĚH FUNKCE. = f(x) načrtnout.

Pokročilé architektury počítačů

CHARAKTERISTIKA MODERNÍCH PENTIÍ. Flynnova klasifikace paralelních systémů

Koncepce DMA POT POT. Při vstupu nebo výstupu dat se opakují jednoduché činnosti. Jednotlivé kroky lze realizovat pomocí speciálního HW.

H - Řízení technologického procesu logickými obvody

Transkript:

Prol prdm tu Poctacov syst my { p PB 15 Opracn syst my Jan Staudk http://www..muni.cz/usr/staudk/vyuka/ Ð Û Å«Æ ±²³ µ ¹º»¼½¾ Ý Vrz : jaro 017 1. tapa (1/4 obsahu, prdn ask), uvod do OS Pripomnut z akladnch princip u cinnost poctac u Szn amn s hlavnmi komponntami OS Szn amn s hlavnmi typy v ypoctnch prostrd.tapa, rozbor b azov ych princip u cinnost OS Procsy a vl akna Komunikac a synchronizac procs u/vl akn Uv aznut procs u/vl akn Pl anov an cinnost procsoru Spr ava hlavn (vnitrn) pamti Virtualizac hlavn (vnitrn) pamti Ovl ad an vstup u a v ystup u Vnjs pamti poctac u, pr ac s soubory dat na nich ukl adan ych a rozhran sluzb souborov ych syst m u jsou obsahm prdmtu PV06 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 1 Opracn syt m, OS OS j programov vybavn (softwar) poctacov ho syst mu, ktr umoz nuj uzivatl um vyuzvat zdroj poctac { procsor, pamt', data na vnjs pamtch, IO zarzn,... fktivn a na komunikacn urovni blzk jim a jjich aplikacnm syst m um poskytuj sstavu sluzb pro vyuzv an poctac ovl ad a r uznorod prif ri a vnjs pamti poctac... Pokud s m a porozumt opracnm syst m um, j nutn rozumt z akladnm princip um oprac, tj, koncpt um cinnost hardwar poctacov ych syst m u Proc studujm OS? Pravdpodobn nikdo z V as (uz) nbud skutcn ps at OS Tak proc s OS studuj? Mnoh aplikac pozaduj,,vyladit"v ykon { j nutn porozumt jak sluzby poskytovan OS ovliv nuj n avrh aplikac OS j nutn administrovat a fktivn vyuzvat { j nutn rozumt struktur am OS (od intrfac na HW po aplikacn urov n) OS patr mzi njrozs ahljs a njslozitjs IT syst my, tchniky pouzvan v OS lz uplatnit i jind { slozit struktury dat, soubznost, rsn konikt u, spr ava zdroj u cas od casu j potrba (c ast) OS upravit (psan ovladac u,... ), pak j ovsm potrba opracnm syst m um rozumt Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 3

Prdn asky Studijn litratura Dobr (doporucn ) ucbnic: William Stallings,. Oprating systms : Intrnals and Dsign Principls, 8th d. Prntic Hall, 014 ISBN: 978-0-13-380591-8 Avi Silbrschatz,... Oprating Systms Concpts, Essntials nd d. John Willy, 013 ISBN: 978111880496 Osnova prvn prdn asky Pripomnm si njprv co to poctac j Principy oprac procsoru Struktura I/O Struktura pam t Hirarchi pam t Hardwarov a ochrana Architktura univrz alnho syst mu Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 4 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 5 Z akladn stavbn prvky poctac Komponnty poctac { abstrakc vysok urovn procsor, procssor rd cinnost poctac prov ad funkc zpracov avajc data pokud poctac obsahuj 1 procsor, naz yv a s { cntral procssing unit (CPU) hlavn pam t', main mmory uchov av a programy a data nrgticky z avisl a dals n azvy ral mmory, primary mmory,... IO moduly prsun dat mzi poctacm a vnjsm prostrdm trmin aly, vnjs pamti, komunikac,... Syst mov a sb rnic, Systm Bus komunikacn csta mzi procsorm, hlavn pamt a IO moduly Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 6 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 7

Architktura poctacov ho syst mu dtailn ji 1 nbo vc procsor u a radic IO zarzn propojn spolcnou syst movou sb rnic zprostrdkov avajc prstup do sdln hlavn pam ti soub zn a cinnost CPU a zarzn { souprn o,,cykly pam ti" Architktura poctacov ho syst mu, soucinnost I/O a CPU I/O zarzn (prifri) a CPU mohou oprovat soub zn Kazd y radic zarzn j odpov dn y za cinnost zarzn jist ho typu Kazd y radic zarzn m a lok aln vyrovn avac pam t', buffr Data z/do opracn pam ti do/z lok aln vyrovn avac pam ti prif ri prsouv a mikroprogram I/O instrukc rsn v CPU (nbo zvl astn procsor { DMA, viz pozdji) I/O = to co s dj mzi lok aln vyrovn avac pamt radic a prifri Radic prif ri informuj CPU o ukoncn sv cinnosti prrusnm nbo indikacmi v sv ych rgistrch Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 8 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 9 Procsor (CPU) a hlavn (opracn, vnitrn) pam t' Procsor zsk av a instrukc z pamti, dk oduj j a prov ad j mnozina instrukc j spcick a pro jist y typ procsoru typy instrukc: prsun hodnot mzi hlavn pamti a rgistry procsu, aritmtick /logick oprac nad hodnotami v rgistrch / pamti, vtvn (skoky), rzn (start IO,... ) procsor j vybavn sv ymi rychl ymi pamtmi { rgistry: obsahuj { klcov promnn, docasn v ysldky, data nutn a pro rzn bh u v ypoct u,... Hlavn pam t' tak opracn pamt', prim arn pamt, RAM, fyzick y adrsov y prostor (FAP),..., nkdy jn pamt' nrgticky z avisl a pamt' vdl rgistr u jdin a pamt' dostupn a z procsoru prmo (sbrnic) Rgistry procsoru lz j odkazovat (adrsovat) v strojov m jazyku Rgistry viditln uzivatli jsou dostupn jak OS, tak i uzivatlsk ym procs um obsahuj data, adrsy (indxy, ukazatl sgmnt u, ukazatl z asobnku,... ), podmnkov k ody { indikac,... Rdic a stavov rgistry obcn ndostupn uzivatlsk ym procs um (jsou dostupn pouz privilgovan ymi instrukcmi) nktr pouzv a CPU pro rzn sv ych vlastnch oprac { Instruction Rgistr (IR) { obraz intrprtovan instrukc { Program Countr (PC) { adrsa n asldn zsk avan instrukc { Program Status Word (PSW) bity podmnkov ych k od u / stav u (< 0, > 0, prtok,... ) bity stav u Intrrupt nabl/disabl, privilg/usr mod, IO adrsa prrusujcho IO zarzn,... nktr pouzv a OS { rzn bzpcnosti, spr avy pamti,... Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 10 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 11

Jak pracuj procsor, prov ad n instrukc procsor intrprtuj instrukc uvdn v programu instrukc s zsk avaj z hlavn pamti (FAP) skvncn ukazatlm na prst zsk avanou instrukci z FAP j PC z akladn cyklus procsoru { cyklick prov adn dvou f az, FETCH a EECUTE: loop Jak pracuj procsor, prov ad n instrukc Prov ad n instrukc { akc spadajc do 4 katgori prnosy mzi procsorm a pamt prnosy mzi procsorm a IO zpracov an dat (aritmtika, logika) rzn { zmna posloupnosti prov adn ych instrukc FETCH; /* FETCH: ((PC)) IR */ PC:= PC+1; EECUTE; /* EECUTE: provd' (IR) */ nd loop; Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 1 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 13 Prrusn Prrusn norm alnho b hu procsoru clm j umoznit prkr yv anm vc cinnost v cas dynamicky vznik a potrba prov st jistou posloupnost prkaz u (OS) jako rakci na njakou prrusujc ud alost prrusujc ud alost zp usob, z s potlac prov adn bzcho procsu tak, aby ho bylo mozn pozdji obnovit v dob rsn I/O oprac s umozn, aby CPU prov adla jin instrukc nz instrukc programu ckajcho na konc I/O oprac cinnost CPU s pozdji prrus iniciativou,,i/o modulu" CPU prd a rzn na,,intrrupt Handlr Routin" (standardn souc ast j adra OS) CPU (na urovni mikroprogramu) tstuj nutnost prrusn alspo n po kazd m provdn instrukc Jak pracuj procsor s prrusovacm syst mm Existuj-li nvyrzn a z adost o prrusn, a j povolno prrusov an, provd s intrrupt handlr, spr avc prrusn, souc ast j adra OS Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 14 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 15

Tok rzn IO oprac bz prrusn Tok rzn IO oprac s prrusnm Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 16 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 17 Obcn a funkc prrusn Prrusn prd av a rzn spr avci prrusn (intrrupt handlr) prostrdnictvm vktoru prrusn Vktor prrusn obsahuj adrsy vstupnch bod u vsch spr avc u prrusn, pokud jsou rplikovan podl prcin prrusn Mchanismus prrusn mus uchovat adrsu instrukc prov adn jako prst po obnov v ypoctu po obsluz prrusn (na dnovan m mst v pam ti) Obsluha prrusn vsms nb yv a n asobn prstupn a { aby s zajistila validn obsluha prrusn, jsou b hm obsluhy prrusn dals indikovan a prrusn maskov ana (disabld ) Obcn a funkc prrusn,,trap"{ softwarov gnrovan prrusn { z adost o sluzbu rsnou opracnm syst mm (Systm call) vyvolanou provdnm spci aln instrukc trap { tak synchronn prrusn intrrupt { tak asynchronn prrusn Opracn syst m j syst m rzn y prrusnmi (intrrupt drivn) Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 18 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 19

Spr ava prrusn Ida zpracov an prrusn trdu/typ prrusn urc mikroprogram CPU { spcikuj polozky PCBF a INTE v vktoru prrusn mikroprogram CPU zapamatuj stav CPU uchov anm ctac instrukc (INTE) urcuj vstupn bod rlvantnho spr avc prrusn spr avc prrusn zapamatuj stav CPU uchov anm ostatnch rgistr u napr. v urcn m z asobnku spr avc prrusn dtailn spcikuj prcinu prrusn dotazy na stavov rgistry a urc konkr tn zp usob obsluhy prciny prrusn Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 0 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 1 Zmny v pamti a v rgistrch pri obsluz prrusn Syst mov a sbrnic komunikacn prostrdk mzi CPU, pam t a IO komunikacn csty pro prnos adrs komunikacn csty pro prnos dat nbitov paralln (8, 16, 3, 64,... parallnch bitov ych cst) Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 3

Systmov a sbrnic, pr klad Pntium Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy Obsluha I/O zar zn pomoc prrusn 4 Struktura I/O { dv mtody obsluhy Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 5 Synchronn a asynchronn r sn I/O pomoc OS c inn c kan, busy waiting v systmch bz r zn IO pomoc OS z adn soubz n zpracovav an I/O, ndorsny zust av a njvy s jdn I/O pozadavk program tstuj konc IO oprac opakovanymi dotazy na pr slusny stavovy rgistr IO zar zn prrusn m (a OS) r zna soubz na ralizac IO v systmch s r zn m IO pomoc OS soubz n zpracovav an I/O s bhm programu(u) IO opraci zahajuj OS na z adost procsu procs c ka na dokoncn IO oprac synchronn r sn IO procs ncka na dokoncn IO oprac asynchronn r sn IO, mu z bz t soubz n s IO oprac Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 6 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 7

Pu o stavu IO oprac v OS { Dvic-Status Tabl Dirct Mmory Accss, DMA Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 8 Struktura (hirarchi) pamt Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 9 Hirarchi pamt Hlavn pamt', opracn pamt', RAM, primarn pamt',... Pouz va s pro vlmi rychla I/O zar zn pro prnos dat do/z pamt rychlost,,bl zkou"rychlosti vnitrn pamti c prifri Radi prna s bloky dat mzi vyrovnavac pamt a prifri bz zasah u z strany CPU { kradn cyklu (cycl staling) Prrusn s gnruj po prnsn clho bloku, n po kazd d lc jdnotc (byt) Jdina vlka pamt', do ktr CPU mu z pristupovat pr mo Vsms nrgticky zavisl a z hldiska uchovav an obsahu Kapacita, r adov : ds tky MB az jdnotky GB, rychlost pr stupu < 10 6 s (typicky ds tky az stovky ns) Skundarn pamt' Rozs r n pamti poskytuj c nrgticky nzavislou (nonvolatil) pamt'ovou kapacitu (jdnotky GB az TB) Rychlost pr stupu typicky jdnotky ms Typicky rprzntant { magnticky disk trciarn pamt' archivn mdia Typicky rprzntant { roboticky r zn sklady pask Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 30 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn { Poc systmy 31

Hirarchi pam t Caching, cach pam t' Caching CPU-main mmory Mikroprogramm rzn koprov an dat nd avn historii zprstup novan ych v opracn (hlavn) pamti a jjich okol do rychljs pamti (s mns kapacitou) { cach mmory Pouzv an rychljs pamti pro zprstup nov an aktu alnch dat/instrukc Uplat nuj s princip casov a prostorov lok alnosti bzn ych program u Jimi rzn procsy s s vysokou pravdpodobnost po jistou dobu pohybuj v omzn m adrsov m prostoru pamti Procsor s obrac na opracn pamt' az v prpad, kdyz s zprstup novan a data nnach azj v cach pamti Caching zav ad jinou urov n hirarchi pam t tat az data s soubzn uchov avaj v vc nz jdn urovni J nutn proto rsit probl m udrzn konzistnc vc kopi tchz dat Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 3 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 33 Caching, cach pam t' Caching, cach pam t' Cach {"skr ys" Drah a al vlmi rychl a pamt' St yk a s s pomaljs al vts pamt OS a uzivatlsk programy ji nvid Cach j udrzovan a pomoc hardwar spr avy pamti Procsor hld a odkazovan slovo njprv v cach Jstliz procsor slovo nnalzn v cach, prsun s do cach blok z RAM, ktr y toto slovo obsahuj Princip caso-prostorov lokality program u zp usobuj,z prst zprstup novan slovo bud s vlkou pravdpodobnost nalzno v cach Pouzv a s dynamicky podobn jako virtu aln pamt' Rychlost procsor j blizs rychlosti cach nz rychlosti vnitrn pamt'(ram) Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 34 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 35

Bzpcnostn mchanismy { stavy procsoru Sdln syst mov ych zdroj u pozaduj, aby OS ml z aruku, z nspr avn y program ngativn novlivn b h ostatnch procs u nbo OS Z pravomoci (a odpov dnosti) uzivatlsk ych program u s vyjmaj I/O oprac, oprac ovliv nujc stav syst mov ych zdroj u (rgistry ochrany,... ) apod. mnoh funkcn vlastnosti sm spravovat pouz OS, n aplikacn programy { j nutn y du aln rzim cinnosti CPU stavy procsoru Privilgovan instrukc s mohou prov ad t pouz v privilgovan m rzimu Po prijt prrusn (vc. trap-prrusn, z adost o provdn sluzby) s procsor automaticky prpn a do privilgovan ho rzimu (spoust s OS) do uzivatlsk rzimu procsor prpn a j adro OS pri spoust n uzivatlsk ho procsu usr mod { CPU m uz intrprtovat omzn y instrukcn rprto ar a nm uz zprstup novat zdroj syst mu dostupn v yhradn OS krnl mod { CPU nn nijak omzovan y, m uz prov adt i tzv. privilgovan instrukc Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 36 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 37 stavy procsoru Bzpcnostn mchanismy { hardwarov ochrany procsor prch az do krnl mod prijtm prrusn procsor prch az do usr mod privilgovanou instrukc provdnou OS pri spoust n b hu procsu stav procsoru indikuj mod bit v stavov ych rgistrch CPU Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 38 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 39

Bzpcnostn mchanismy { hardwarov ochrany Ochrana pam ti Souvis s mtodami spr avy pamti Dtaily pozdji pri v ykladu spr avy pamti Ochrana (dostupnosti) CPU Z aruku, z vl adu nad procsorm si udrz OS a n aplikacn program, poskytuj casovac Casovac { prdnastavn y rgistr privilgovanou instrukc, {1 (dcrmnt) pri kazd m hodinov m tiku, jakmil hodnota rgistru dos ahn 0, gnruj s prrusn Souvis s mtodami pl anov an Dtaily pozdji pri v ykladu pl anov an cinnosti procsoru Klasikac poctac u { osobn/prson aln poctac typicky ddikovan pro jdnoho uzivatl v soucasn dob al vsms s multiprogramov anm (multitasking) typick I/O vybavn kl avsnic, mys, obrazovka, mal a tisk arna, komunikacn pripojn Uprdnost novan ym clm j uzivatlovo pohodl, Inici aln trnd { vsms minimum ochran { { hlavn roli hraj uzivatlova odpov dnost { vsms minim aln vyuzv an ochrann ych rys u CPU jjich OS posl z adoptovaly tchnologi vyvinut pro OS vtsch poctac u (strdiskov ych, podnikov ych srvr u,... ) Mohou s na nich provozovat r uzn typy opracnch syst m u Windows, MacOS, UNI, Linux,... Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 40 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 41 Multiuzivatlsk syst my, Tim-Sharing Systms, TSS multiprogramov an { orig. tchnologi pro fktivn d avkov zpracov an { soubzn rsn vc program u Multiuzivatlsk syst my rozsiruj pl anovac pravidla o rychl (spravdliv, cyklick ) prpn an mzi procsy rscmi zak azky intraktivnch uzivatl u podporuj s on-lin komunikac mzi uzivatlm a OS p uvodn v konguraci poctac{trmin al v soucasnosti v st'ov m prostrd syst m j uzivatl um on-lin dostupn y { jak pro zprstup nov an dat { tak i pro rsn program u Klasikac poctac u { paralln a distribuovan syst my Paralln syst my { vc procsor u sdl spolcn y FAP vschny procsory mohou,,soucasn"vidt stav paralln rsn ulohy (kazd ho z participujcch procsor u) udrzovan y v sdln m FAP paralln syst my jsou rzny parallnmi algoritmy Distribuovan syst my { vc poctac u nsdl spolcn y FAP, kazd y poctac m a sv uj lok aln FAP komunikuj prifrnmi opracmi (spoj, st') { v ymnou zpr av stav distribuovan rsn ulohy si mus kazd y z ucastnn y poctac postupn zsk avat v ymnou zpr av Distribuovan syst my jsou rzny distribuovan ymi algoritmy Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 4 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 43

Paralln syst my, klasick a klasikac Paralln syst my, klasick a klasikac zvysuj dosazitlnou propustnost, konomicnost a spolhlivost Multiprocsorov syst my tak tsn v azan syst my syst my s vc nz jdnou CPU propojn ych s spolcn ym FAP syst movou sbrnic a sdljcch rovnz IO Symtrick y multiprocssing (SMP) Cl y syst m j rzn y intgrovan ym OS OS m uz b yt intrprtovan y soubzn vc procsory Podporuj vtsina soudob ych OS Najdnou m uz bzt vc procs u, aniz dojd k snzn v ykonu Ktr ykoliv procs m uz kdykoliv bzt na ktr mkoliv procsoru Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 44 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 45 Paralln syst my, klasick a klasikac Asymtrick y multiprocssing (AMP) kazd y procsor m a pridln y spcick y ukol hlavn (mastr) procsor (CPU) vdl v ypoct u pl anuj a pridluj pr aci podrzn ym (slav) procsor um (komunikacn procsor,... ) Distribuovan syst my Distribuc v ypoct u mzi vc poctac u propojn ych st lz sdlt z at z (load-sharing), v ypocty s tudz zrychluj zvysuj s spolhlivost, komunikativnost tak voln v azan syst my kazd y samostatn y procsor m a svoji vlastn lok aln pamt' (FAP) vz ajmn komunikuj pomoc komunikacnch spoj u v ymnou zpr av vynucuj si pouzit vhodn st'ov infrastruktury LAN, Local Ara Ntworks WAN, Wid Ara Ntworks klasikac symtrick distribuovan syst my { pr-to-pr asymtrick distribuovan syst my { klint{srvr Distribuovan y opracn syst m x st'ov y opracn syst m Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 46 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 47

Paralln a distribuovan syst my, ilustrac architktur Flynnova katgorizac v ypoctnch syst m u Singl Instruction Singl Data (SISD) jdin y procsor prov ad jdin y instrukcn proud data jsou ulozna v jdin, s riov dostupn pamti klasick y 1-procsorov y syst m, prp. rzn y OS s multitaskingm Singl Instruction Multipl Data (SIMD) jdna (a t az) instrukc s prov ad na mnozin dat vc procsory spcializovan maticov / vktorov poctac (koprocsory) Multipl Instruction Singl Data (MISD) jdna posloupnost dat j prn asna k mnozin procsor u kazd y procsor nad daty prov ad jinou posloupnost instrukc nikdy nimplmntov ano, form aln modl Multipl Instruction Multipl Data (MIMD) multiprocsor { tsn v azan syst my distribuovan y syst m { voln v azan syst my Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 48 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 49 Klasikac poctac u { shluky, Clustrd Systms LAN, Local Ara Ntwork Shlukov an (clustring) pod rznm OS lz,,shlukovat"vc procsor u pro rsn dlcch probl m u jdnoho zad an paralln syst my { na b azi SMP distribuovan syst my { na b azi LAN, sdln vnjs pamti { prklad { ORACLE Paralll Srvr (jdna vrz DBS ORACLE) clm b yv a dosazn vysok dostupnosti rsn sluzby Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 50 Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 51

WAN, Wid Ara Ntwork Jan Staudk, FI MU Brno PB15 Opracn systmy { Poctacov systmy { p 5