Аппаратная поддержка ос и систем программирования

Изначально был однопрограммный режим работы. ЦП простаивал во время обмена информацией с магнитной лентой, диском…Появились новые задачи, новые устройства, однопрограммный режим перестал устраивать.

За счет аппаратно-программных решений, ВС поимела возможность обрабатывать несколько программ одновременно: какие-то выполняют обмен, какие-то ждут своей очереди, какие-то запущены на счет.

Появился мультипрограммный режим - режим при котором возможна организация переключения выполнения с одной программы на другую.

Мультипрограммный режим - режим при котором возможна организация переключения выполнения с одной программы на другую.

Аппаратные средства компьютера, необходимые для поддержания мультипрограммного режима

Аппарат защиты памяти. Если выполняется одна программа, то надо, чтобы она не смогла испортить память, занятую другой. Надо выделить каждой программе по «куску» памяти, установить права доступа до каждого куска и, если программа залезает не в свой кусок, выдавать прерывание.

А) пример защиты с помощью анализа, (применялся на заре программирования)

Программа – непрерывная область памяти. Выделялось два регистра: в одном адрес начала программы, в другом – конец. Каждый раз смотрим, не залезли ли в «чужую» область памяти.

Б) защита по ключу

Каждой странице физической памяти ставится в соответствии регистр с номером равным номеру страницы. Каждой задаче присваивается номер. После выделения каждой задаче физических страниц в каждый регистр заносится номер решаемой задачи, играющий роль ключа. Существует особый регистр значение которого равно номеру программы которая сейчас считается. При каждом обращении к памяти проверяется совпадает ли ключ на процессоре с ключом страницы памяти.

Специальный режим операционной системы : все множество машинных команд разбивается на 2 группы. Первая группа – команды, которые могут исполняться всегда (пользовательские команды). Вторая группа – команды, которые могут исполняться только в том случае, если ЦП работает в режиме ОС. Если ЦП работает в режиме пользователя, то попытка выполнения специализированной команды вызовет прерывание – "Запрещенная команда”.

прерывание по таймеру

Как минимум в машине должно быть прерывание по таймеру, что позволит избежать “зависания“ всей системы при зацикливании одной из программ.