Забезпечує її адаптивність до різноманітних застосувань у
Скачать 4.41 Mb.
|
| ^ Як відомо, комп'ютер виконує дії відповідно до розпоряджень програми, створеної на одній з мов програмування. При роботі користувача на комп'ютері часто виникає необхідність виконати операції з прикладною програмою загалом, організувати роботу зовнішніх пристроїв, перевірити роботу різних блоків, скопіювати інформацію і т.п. Приклад 1. Операції, які використовуються найчастіше:
По суті, ці операції використовуються для роботи з будь-якою програмою, що сприймається як єдине ціле. Тому доцільно з всього різноманіття операцій, що виконуються комп'ютером, виділити типові і реалізувати їх за допомогою спеціалізованих програм, які потрібно прийняти як стандартні засоби, що поставляються разом з апаратною частиною, Програми, організуючі роботу пристроїв і не пов'язані зі специфікою задачі, що вирішується, увійшли до складу комплексу програм, названого операційною системою. Функції операційної системи різноманітні, постійно розширяються за рахунок введення додаткових програм і модифікації старих. ^ сукупність програмних засобів, що забезпечує управління апаратною частиною комп'ютера і прикладними програмами, а також їх взаємодію між собою і користувачем. Операційна система утворює автономне середовище, не пов'язане ні з однією з мов програмування. Будь-яка же прикладна програма пов'язана з операційною системою і може експлуатуватися тільки на тих комп'ютерах, де є аналогічне системне середовище. Прикладні програмні засоби, розроблені в середовищі однієї операційної системи, не можуть бути використані для роботи в середовищі іншої операційної системи, якщо немає спеціального комплексу програм (конвертера), що дозволяє це зробити. У такому випадку кажуть про програмну несумісність комп'ютерів. Приклад 9.2. Персональний комп'ютер Power Macintosh фірми Apple Computer завдяки операційній системі, що використовується в йому програмно сумістимо з персональними комп'ютерами фірми IBM, на яких встановлена операційна система MS DOS і Windows. Однак комп'ютер фірми IBM програмно несумісний з комп'ютером фірми Apple Computer, оскільки встановлена в ньому операційна система MS DOS не має в своєму складі необхідного програмного модуля конвертації. Для роботи з операційною системою необхідно оволодіти мовою цього середовища, сукупністю команд, структура яких визначається синтаксисом цієї мови. Операційна система виконує наступні функції: • управління роботою кожного блоку персонального комп'ютера і їх взаємодією; • управління виконанням програм; • організацію зберігання інформації у зовнішній пам'яті; .• взаємодія користувача з комп'ютером, тобто підтримку інтерфейсу користувача. З  вичайно операційна система зберігається на жорсткому диску, а при його відсутності виділяється спеціальний гнучкий диск, який називається системним диском. При включенні комп'ютера операційна система автоматично завантажується з диска в оперативну пам'ять і займає в ній певне місце. Операційна система створюється не для окремої моделі комп'ютера.
^ Если абстрагироваться от технологических тонкостей и частностей в реализации функций, архитектура современного процессора для ПК выглядит достаточно просто:
В  самом общем виде алгоритм работы процессора можно представить следующим образом. Блок управления загружает из оперативной памяти инструкции и данные, помещая их в кэш второго уровня. Отсюда инструкции поступают в свой кэш первого уровня, а данные — в свой. Из кэша первого уровня команды и данные помещаются в регистры. Арифметико-логическое устройство берет из регистров инструкцию (что надо выполнять) и данные (операнды) и выполняет над ними заданные операции. Результат помещается обратно в регистры. Если операция считается законченной, данные перемещаются в кэш первого уровня, затем второго и наконец записываются в оперативную память. Такая последовательность работы образует операционный поток процессора.Для ускорения работы процессора используют ряд архитектурных решений, к основным из которых относятся: конвейерное выполнение операций, предсказание (трассировка) дальнейшего хода программы, параллельное исполнение инструкций и мно-гопоточность. Рассмотрим пример организации простого конвейера. Операции выборки из оперативной памяти являются самыми медленными, поэтому выборка команд и данных происходит заранее (с упреждением). Буфер выборки с упреждением обычно служит первым блоком первой стадии конвейера операций. На второй стадии декодируется поступившая команда и определяется состав и тип операндов. На третьей стадии данные вызываются из регистров. На четвертой стадии операнды обрабатываются в тракте данных (включающем АЛУ). На пятой стадии данные записываются обратно в регистр. Все стадии работают параллельно, в результате во время каждого цикла завершается выполнение одной новой команды. Впервые конвейер появился в процессорах Intel 80486. Конвейер операций за счет упрощения отдельных блоков способен быстрее выполнять операции, чем сложное АЛУ. Меньшее число элементов позволяет быстрее переходить из одного состояния в другое. ^ Основными параметрами процессора, влияющими на его производительность, считаются: разрядность, рабочая частота, количество инструкций, исполняемых за одни цикл (Instructions per Cycle, /PC), поддержка специальных команд, механизм кэширования1 инструкций и данных, возможности системной шины и шины памяти. Разрядность процессора (измеряется в байтах) определяет максимальную длину слова, обрабатываемого за один такт, что прямо влияет на производительность. Кроме того, разрядность определяет и максимальный объем адресуемой памяти. Сегодня большинство моделей процессоров для ПК имеют 32-разрядную архитектуру (максимум 4 Гбайт адресуемой памяти), с появление процессоров Athlon 64 компании AMD начался переход на 64-разрядную архитектуру (объем адресуемой памяти 1,6х109 Гбайт). Для полного использования преимуществ 64-разрядной архитектуры необходима переделка ныне существующих 32-разрядных приложений под 64-разрядный код. К  орпорация Intel всеми силами пытается убедить пользователей, что главной характеристикой процессора является его рабочая частота. И она не врет. Но и не говорит всей правды. Рабочая частота выступает одним из ключевых параметров, определяющих производительность центрального процессора, но отнюдь не единственным. Недаром в любом серьезном соревновании процессорных архитектур представлены два принципиально различных подхода: один основан на наращивании рабочей частоты, а второй на исполнении максимального количества инструкций за один такт (/PC). В первом случае разработчик принимает все меры, чтобы заставить ядро процессора работать на как можно более высокой частоте. Такой подход называют «технологическим». В случае опоры на повышение 7РС инженеры больше озабочены совершенствованием механизмов распараллеливания исполнения инструкций, внедрением глубокой предварительной выборки команд, многостуенчатого предсказания ветвлений кода и оснащением процессора другими «интеллектуальными» функциями.В архитектуре процессоров ^ корпорацией Intel применен первый, «технологический» принцип конструирования. Архитектура процессоров компании AMD больше опирается на «интеллектуальный» принцип организации работы. Различие в двух подходах четко прослеживается при сравнении длины конвейеров: 20 стадий у Pentium 4 и 12 стадий у Athlon XP. Причем есть основания подозревать, что Intel формально не включила в конвейер некоторые важные блоки, реально содержащие еще 10-15 стадий. Опираясь на длинный конвейер, Pentium 4 может работать на очень высоких частотах и показывает выдающиеся результаты в задачах обработки потоковых данных, когда их последовательность легко предсказуема и конвейер нагружен непрерывно. С другой стороны, Athlon XP умеет лучше работать с разрозненными, хаотичными данными, характерными для игр и других интерактивных приложений. Более гибкий механизм предсказаний и распараллеливания кода, сравнительно короткий, быстро очищаемый при необходимости конвейер, позволяют Athlon XP при равной рабочей частоте демонстрировать в среднем лучшую производительность, чем Pentium 4. И  мея в наличии принципиально иную архитектуру* компания ^ посчитала соревнование с Intel в гонке рабочих частот бессмысленным и ввела для маркировки своих процессоров рейтинг производительности (Performance Rating, PR). Хотя официально этот рейтинг показывает производительность моделей с индексом ХР относительно «обычных» моделей Athlon, на самом деле он вполне адекватно отображает положение на гоночной дистанции относительно Pentium 4. Традицию маркировки PR компания AMD продолжила и в новейшей линейке Athlon 64, основанной на 64-разрядной архитектуре восьмого поколения х86-64. Это лишний раз подчеркивает, что сравнивать архитектурно разные процессоры по рабочей частоте не имеет смысла.А нужно ли вообще учитывать рабочую частоту процессора? Конечно да, но ставить ее во главу угла только в рамках архитектуры одного класса. Например, в рамках архитектуры NetBurst седьмого поколения (Р7) процессоров Pentium 4 и Celeron 4. Или в рамках архитектуры седьмого поколения (К7 Білет №4
^ Структура каталога Сподіваємося, що ви добре уявляєте собі організацію зберігання книг в бібліотеці і відповідно процедуру пошуку потрібної книги по її шифру з каталога. Перенесіть своє уявлення про це на спосіб зберігання файлів на диску і організацію до нього доступу. Доступ- процедура встановлення зв'язку з пам'яттю і розміщеним в ній файлом для запису і читання даних. Ім'я логічного диска, що стоїть перед ім'ям файла в специфікації, вказує логічний диск, на якому потрібно шукати файл. На цьому ж диску організований каталог, в якому зберігаються повні імена файлів, а також їх характеристики: дата і час створення; об'єм (в байтах); спеціальні атрибути. Аналогічно з бібліотечною системою організації каталогів повне ім'я файла, зареєстроване в каталозі, буде служити шифром, по якому операційна система знаходить місцеположенння файла на диску. Каталог- довідник файлів з вказівкою місцеположення на диску. Розрізнюють два стани каталога поточне (активне) і пасивне. MS DOS пам'ятає поточний каталог на кожному логічному диску. ^ , в якому робота користувача призначується поточним машинним часом. Пасивний каталог каталог, з яким в даний момент часу не є зв'язку. У операційній системі MS DOS прийнята ієрархічна структура (мал. 1) організації каталогів. На кожному диску завжди є єдиний головний (кореневий) каталог. Він знаходиться на 0-м рівні ієрархічної структури і позначається символом "\". Кореневий каталог створюється при форматуванні (ініціалізації, розмітці) диска, має обмежений розмір і не може бути видалений засобами DOS. У головний каталог можуть входити інші каталоги і файли, які створюються командами операційної системи і можуть бути видалені відповідними командами.  МАЛ. 1. Ієрархічна структура організації каталога ^ каталог, що має підкаталоги. Підкаталог каталог, який входить в інший каталог. Таким чином, будь-який каталог, що містить каталоги нижнього рівня, можуть бути, з одного боку, по відношенню до них батьківським, а з іншого боку, підлеглим по відношенню до каталога верхнього рівня. Як правило, якщо це не викликає плутанини, вживають термін "каталог", маючи на увазі або підкаталог, або батьківський каталог в залежності від контексту. Каталоги на дисках організовані як системні файли. Єдине виключення кореневий каталог, для якого відведене фіксоване місце на диску. Доступ до каталогів можна отримати, як до звичайного файла. Примітка. У структурі каталогів можуть знаходитися каталоги, що не містять жодного файла або підкаталогу. Такі підкаталоги називаються пустими. Правила назви підкаталогів такі ж, як і правила назви файлів. Для формальної відмінності від файлів звичайно підкаталогам привласнюють тільки імена, хоч можна додати і тип за тими ж правилами, що і для файлів. Доступ до вмісту файла організований з головного каталога, через ланцюжок підлеглих каталогів (підкаталогів) п-го рівня. У каталозі будь-якого рівня можуть зберігатися записи як про файли, так і про каталоги нижнього рівня. На мал. 2 приведена найпростіша структура каталога, де в головному каталозі 0-го рівня зберігаються тільки записи про файли, каталогів нижнього рівня не існує. На мал. 3 приведена ієрархічна структура каталога, де в каталогах будь-якого рівня зберігаються записи про файли і каталоги нижнього рівня. Причому перехід в каталог нижнього рівня може бути організований тільки послідовно через підлеглі каталоги. .  МАЛ. 9.2. Найпростіша структура каталога, в якому відсутні каталоги нижнього рівня МАЛ. .3. Типова структура каталога, що складається з каталогів нижнього рівня: при позначенні каталога нижнього рівня використовуються три цифри: перша цифра означає номер рівня; друга порядковий номер цього каталога на даному рівні, третя вказує, на якому рівні зареєстроване його ім'я. Кожний каталог має ім'я КАТ з індексами. Наприклад, КАТ342 ім'я каталога третього рівня, який зареєстрований в каталозі другого рівня під номером 4 Не можна перейти з головного каталога відразу в каталог, наприклад 5-го рівні. Треба обов'язково пройти через всі попередні каталоги вищого рівня. Описаний вище принцип організації доступу до файла через каталог є основою файлової системи. ^ частина операційної системи, керуюча розміщенням і доступом до файлів і каталогів на диску. З поняттям файлової системи тісно пов'язане поняття файлової структури диска, під якою розуміють, як розміщуються на диску: головний каталог, підкаталоги, файли, операційна система, а також які для них виділені об'єми секторів, кластерів, доріжок. ^ При формуванні файлової структури диска операційна система MS DOS дотримує ряд правил: • файл або каталог можуть бути зареєстровані з одним і тим же ім'ям в різних каталогах, але в одному і тому ж каталозі тільки один раз; • порядок проходження імен файлів і підкаталогів в батьківському каталозі довільний; • файл може бути розбитий на декілька частин, для яких виділяються дільниці дискового простору однакового об'єму на різних доріжках і секторах. ^ З мал. 1 3 видно, що доступ до файла здійснюється через каталог завдяки зареєстрованому в йому імені даного файла. Якщо каталог має ієрархічну структуру, то доступ до файла операційна система організує в залежності від положення підкаталогу, в якому зареєстроване ім'я шуканого файла. Доступ до файла можна організувати таким чином: • якщо ім'я файла зареєстроване в поточному каталозі, то досить для доступу до файла указати тільки його ім'я; • якщо ім'я файла зареєстроване в пасивному каталозі, то, знаходячись в поточному каталозі, ви повинні указати шлях, тобто ланцюжок соподчиненных каталогів, через які потрібно організувати доступ до файла. Шлях - ланцюжок каталогів, який необхідно пройти по ієрархічній структурі до каталога, де зареєстрований шуканий файл. При завданні шляху імена каталогів записуються в порядку проходження і відділяються один від одного символом \. Взаємодія користувача з операційною системою здійснюється за допомогою командного рядка, що відображається на екрані дисплея. На початку командного рядка завжди є запрошення, яке закінчується символом >. У запрошенні може бути відображено: ім'я поточного диска, ім'я поточного каталога, поточний час і дата, шлях, символи-роздільники. ^ індикація на екрані дисплея інформації, що означає готовність операційної системи до введення команд користувача.  Приклад 8. А:\ Поточним дисководом є дисковод з гнучким диском А, поточним каталогом головний, на що вказує символ \. |
Похожие:
 | Служби безпеки України, Служби зовнішньої розвідки України, центрального органу виконавчої влади, що реалізує державну політику у... |