Legare
Traducerea și pașii următori pentru pregătirea unui program pentru execuție sunt procesul de conversie a unui program scris într-un limbaj formal într-un alt sistem formal - o arhitectură de computer, în care poate fi executat (interpretat). Pentru a înțelege acest proces, precum și diferențele care există în diferite limbaje de programare, este introdus conceptul de legare, precum și timp de legare.
Legarea este procesul de stabilire a corespondenței dintre obiecte și proprietățile lor într-un program într-un limbaj formal (operații, instrucțiuni, date) și elemente ale arhitecturii computerului (comenzi, adrese).
Timp de legare Faza de pregătire a programului pentru execuție (traducere, legare, încărcare) la care se efectuează această acțiune este numită corespunzător. Caracteristici diverse același obiect (de exemplu, o variabilă) poate fi asociat cu diferite elemente ale arhitecturii în momente diferite, adică procesul de legare nu este simultan.
Programul sistemului |
|
Timpi posibili de legare
La definirea limbii; la implementarea unui compilator;
în timpul difuzării, inclusiv:
când preprocesorul (macroprocesorul) rulează
în timpul analizei lexicale, sintactice și semantice, generarea și optimizarea codului;
în timpul amenajării; în timpul încărcării programului;
în timpul execuției programului, inclusiv: la introducerea unui modul (procedură, funcție); în orice moment al execuției programului.
Programul sistemului |
|
Legarea în int a,b; …a+b
Tipul variabilă int - o variabilă întreagă într-un cuvânt mașină cu lungime standard (reprezentare întreg cu semn, cod suplimentar), este asociat cu o formă similară de reprezentare a datelor într-un computer la definirea unei limbi.
Dimensiunea specifică a variabilei int este determinată de implementarea compilatorului corespunzător.
Numele a poate fi definit într-un construct al formei
#definiți un 0x11FF . În acest caz, numele (pseudo-variabilă) este asociată cu valoarea sa în prima fază a traducerii - în preprocesor.
Programul sistemului |
|
Legarea în int a,b; …a+b
Dacă o variabilă este definită în mod obișnuit ca int a; atunci legarea unei variabile de tipul ei corespunzător are loc în timpul translației (la faza de analiză semantică).
Dacă o variabilă este definită ca externă (globală, în afara corpului funcției), atunci sensul traducerii ei este alocarea de memorie pentru ea în segmentul de date al programului, care este creat pentru modulul (fișierul) curent. În același timp, legarea memoriei distribuite la un anumit memorie cu acces aleator realizat în mai multe etape:
Programul sistemului |
|
Legarea în int a,b; …a+b
în timpul translației, variabila este legată de o adresă relativă din segmentul de date al modulului obiect (adică, plasarea sa este fixată doar în raport cu începutul modulului).
Când se leagă, segmentele de date și de comandă ale diferitelor module obiect sunt combinate într-un comun fişier program, care este o imagine a memoriei programului. În ea, variabila primește deja o adresă relativă de la începutul întregului program.
Când un program este încărcat într-o anumită zonă de memorie, este posibil să nu fie localizat chiar la începutul acestei zone. În acest caz, adresele variabilelor specificate în adrese relative de la începutul modulului de program sunt legate de adresele de memorie, ținând cont de mișcarea modulului de program.
Programul sistemului |
|
Legarea în int a,b; …a+b
dacă programul rulează nu în memoria fizică, ci în memoria virtuală, atunci procesul de încărcare poate fi ușor diferit. Modul software considerat condiționat a fi încărcat într-un spațiu virtual de adrese (cu sau fără mutarea atât a întregului program, cât și a segmentelor sale individuale). Încărcarea efectivă a programului în memorie este efectuată deja în timpul funcționării programului în părți (segmente, pagini), iar potrivirea (sau legarea) adreselor virtuale și fizice este realizată dinamic de sistemul de operare folosind hardware-ul corespunzător.
Programul sistemului |
|
Legarea în int a,b; …a+b
Dacă o variabilă este definită ca automată (locală în corpul unei funcții sau al unui bloc), atunci este plasată în stiva de programe:
în timpul translației se determină dimensiunea acestuia și se generează comenzi care îi rezervă memorie pe stivă în momentul intrării în corpul funcției (bloc). Adică, în timpul traducerii, variabila este asociată doar cu o adresă relativă din stiva de programe;
Legarea unei variabile locale la adresa sa din segmentul de stivă se realizează atunci când este executată în momentul intrării în corpul funcției (bloc). Datorită acestei metode de legare în functie recursiva Există tot atâtea „instanțe” de variabile locale câte ori funcția se autoapelează.
Software(software) - un set de programe executate de un sistem informatic. Software-ul este o parte integrantă sistem informatic. Este o continuare logică a mijloacelor tehnice. Domeniul de aplicare al unui anumit computer este determinat de software-ul creat pentru acesta. Computerul în sine nu are cunoștințe despre nicio aplicație. Toate aceste cunoștințe sunt concentrate în programele executate pe computere. Software (software) este un set de programe executate de un sistem informatic. Software-ul este o parte integrantă a unui sistem informatic. Este o continuare logică a mijloacelor tehnice. Domeniul de aplicare al unui anumit computer este determinat de software-ul creat pentru acesta. Computerul în sine nu are cunoștințe despre nicio aplicație. Toate aceste cunoștințe sunt concentrate în programele executate pe computere.
Toate programele care rulează pe un computer pot fi împărțite în trei tipuri: programe de aplicație care asigură în mod direct munca cerută de utilizatori; programe de aplicație programe de sistem concepute pentru a controla munca sistem de calcul, efectuează diverse funcții auxiliare, de exemplu: programe de sistem pentru gestionarea resurselor computerului; crearea de copii ale informațiilor utilizate; verificarea funcționalității dispozitivelor informatice; emiterea de informații de referință despre computer etc.; sisteme software instrumentale care facilitează procesul de creare a noilor programe de calculator. sisteme software instrumentale
Un program de aplicație este oricare program specific, contribuind la rezolvarea oricărei probleme dintr-o zonă problematică dată. În schimb, sistemul de operare sau software-ul nu contribuie direct la nevoile utilizatorului final. Programele de aplicație pot fi folosite fie autonom, adică pentru a rezolva o anumită sarcină fără ajutorul altor programe, fie ca parte a sistemelor sau pachetelor software.
Editorii de documente sunt cel mai utilizat tip programe de aplicație. Ele vă permit să pregătiți documente mult mai rapid și mai convenabil decât folosind o mașină de scris. Editorii de text pot oferi o varietate de funcții și anume: Procesoare de tabel.Procesoarele de tabel sunt un instrument convenabil pentru efectuarea calculelor contabile și statistice. Fiecare pachet are sute de funcții matematice încorporate și algoritmi de procesare a datelor statistice. În plus, există instrumente puternice pentru conectarea tabelelor între ele, crearea și editarea bazelor de date electronice. Proiectare asistată de computer (CAD) sau proiectare asistată de computer pachete software, destinat realizării de desene, proiectare și/sau documentație tehnologică și/sau modele 3D. Dintre sistemele de clasă mică și mijlocie din lume, sistemul AutoCad de la AutoDesk este cel mai popular. Pachet intern cu funcții similare - Busolă
Editorii grafici vă permit să creați și să editați desene. Cele mai simple editori oferă posibilitatea de a desena linii, curbe, zone de culoare ale ecranului, de a crea inscripții în diverse fonturi etc. Majoritatea editorilor vă permit să procesați imaginile obținute folosind scanere. Reprezentanți ai editorilor grafici – programe Adobe Photoshop, Corel Draw. Sistemele de management al bazelor de date (DBMS) vă permit să gestionați matrice mari de informații - baze de date. Sistemele software de acest tip vă permit să procesați matrice de informații pe un computer, să furnizați date de intrare, să căutați, să sortați o selecție de înregistrări, să compilați rapoarte etc. Reprezentanții acestei clase de programe sunt: Microsoft Access, Clipper, Paradox, FoxPro. Sistemele integrate combină capacitățile unui sistem de gestionare a bazelor de date, un procesor de foi de calcul, un editor de text, un sistem grafic de afaceri și, uneori, alte capabilități. De regulă, toate componentele unui sistem integrat au o interfață similară, ceea ce face mai ușor să înveți cum să lucrezi cu ele. Reprezentanți ai sistemelor integrate - Pachetul Microsoft Biroul și acesta analog gratuit Birou deschis.
Programele de sistem rulează împreună cu programele de aplicație și servesc la gestionarea resurselor computerului, cum ar fi procesorul central, memoria și intrarea/ieșirea. Acestea sunt programe uz comun, care sunt destinate tuturor utilizatorilor de computere. Software-ul de sistem este conceput pentru a permite unui computer să ruleze eficient programe de aplicație.
Software-ul de sistem poate fi împărțit în: Software de bază - un set minim de software care asigură funcționarea unui computer. Software-ul de bază include: sistem de operare; cochilii de operare(text și grafic); sistem de operare în rețea. Programe software de service și pachete software care extind capacitățile software-ului de bază și organizează un mediu de utilizator mai convenabil - utilități.
Un sistem de operare este un complex de interconectate programe de sistem, al cărui scop este de a organiza interacțiunea utilizatorului cu computerul și execuția tuturor celorlalte programe. Sistemul de operare poate fi numit o extensie software a dispozitivului de control al computerului. Sistemul de operare ascunde de utilizator detalii complexe inutile de interacțiune cu hardware-ul, formând un strat între ele. Drept urmare, oamenii sunt eliberați de munca foarte intensă de muncă de organizare a interacțiunii cu echipamentele informatice. În plus, sistemul de operare este cel care oferă posibilitatea de a configura individual un computer: sistemul de operare determină din ce componente este asamblat computerul pe care este instalat și se configurează pentru a funcționa cu aceste componente. Shell-urile sunt programe concepute pentru a face lucrul cu complex sisteme software, cum ar fi DOS. Ele transformă comanda incomodă interfața cu utilizatorulîntr-o interfață grafică sau de tip meniu ușor de utilizat. Shell-urile oferă utilizatorului acces convenabil la fișiere și servicii extinse. Sistemele de operare în rețea sunt un set de programe care asigură procesarea, transmiterea și stocarea datelor în rețea. Sistemul de operare de rețea oferă utilizatorilor diverse tipuri de servicii de rețea (gestionarea fișierelor, E-mail, procese de gestionare a rețelei etc.), acceptă lucrul în sistemele de abonați.
Utilități (lat. utilitas beneficiază) - fie extinde și completează capacitățile corespunzătoare ale sistemului de operare, fie rezolvă sarcini importante independente. Să descriem pe scurt câteva tipuri de utilitare: programe de monitorizare, testare și diagnosticare; programe de ambalare (arhive); programe de driver; programe antivirus; programe de creare. copii de rezervă informatii despre program pentru programe de optimizare a managementului memoriei si control al calitatii spatiu pe disc;programe de optimizare și control al calității spațiului pe disc; programe de comunicare etc.
Programe de monitorizare, testare și diagnosticare care sunt utilizate pentru verificarea funcționării corecte a dispozitivelor informatice și pentru detectarea defecțiunilor în timpul funcționării; indicați cauza și locația defecțiunii; programe driver care extind capacitățile sistemului de operare de a gestiona dispozitivele de intrare/ieșire, RAM etc.; Folosind drivere, puteți conecta dispozitive noi la computer sau le puteți utiliza pe cele existente într-un mod nestandard; programe de ambalare (arhive), care permit, prin utilizarea unor algoritmi speciali de ambalare a informațiilor, comprimarea informațiilor de pe discuri, i.e. creați copii mai mici ale fișierelor, precum și combinați copii ale mai multor fișiere într-un singur fișier de arhivă. Utilizarea programelor de arhivare este foarte utilă la crearea unei arhive de fișiere, deoarece în majoritatea cazurilor este mult mai convenabil să le stocați după ce le-ați comprimat anterior cu programe de arhivare. Reprezentanții acestor programe sunt WinRar și WinZip.
Programe antivirus concepute pentru a preveni infectarea virusi informaticiși eliminarea consecințelor infecției cu virus; Reprezentanții familiei de programe antivirus sunt Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus. programele pentru crearea de copii de rezervă ale informațiilor vă permit să copiați periodic Informații importante aflate pe hard diskul computerului către suporturi suplimentare. Reprezentanții programului Rezervă copie-APBackUp Acronis True Programe de imagine pentru optimizarea și controlul calității spațiului pe disc; programe de comunicare menite să organizeze schimbul de informații între calculatoare. Aceste programe vă permit să transferați în mod convenabil fișiere de la un computer la altul atunci când conectați porturile lor seriale cu un cablu. Un alt tip de astfel de programe oferă posibilitatea de a conecta computere prin reteaua telefonica(dacă ai modem). Acestea fac posibilă trimiterea și primirea mesajelor prin fax. Reprezentanți ai programelor de comunicare – Venta Fax, Cute FTP. programe de gestionare a memoriei care oferă o utilizare mai flexibilă a memoriei RAM;
Instrumental software Acestea sunt programe care sunt utilizate în dezvoltarea, ajustarea sau dezvoltarea altor aplicații sau programe de sistem. Instrumentele software pot oferi asistență în toate etapele dezvoltării software. În scopul lor sunt apropiate de sistemele de programare.sisteme de programare.
Un sistem de programare este un sistem pentru dezvoltarea de noi programe într-un limbaj de programare specific. Sisteme moderne software-ul de programare oferă de obicei utilizatorilor instrumente puternice și convenabile de dezvoltare a programelor. Acestea includ: un compilator sau un interpret, un compilator sau un interpret, un mediu de dezvoltare integrat; instrumente pentru crearea și editarea textelor programului; biblioteci extinse de programe și funcții standard; programe de depanare, de ex. programe care ajută la găsirea și remedierea erorilor din program; biblioteci grafice puternice; utilități pentru lucrul cu biblioteci încorporate Ghișeu de ajutor; alte caracteristici specifice.
Traducător (engleză) traducător) este un program de traducere. Convertește un program scris într-una dintre limbile de nivel înalt într-un program format din instrucțiuni de mașină. Traducătorii sunt implementați ca compilatori sau interpreți. În ceea ce privește realizarea muncii, compilatorul și interpretul sunt semnificativ diferite. Compilatorul (în engleză: compilator, compiler, collector) citește întregul program, îl traduce și creează o versiune completă a programului în limbajul mașinii, care este apoi executată. Interpretul (în engleză: interpret, interpret) traduce și execută programul linie cu linie. Odată ce un program este compilat, nu mai sunt necesare nici programul sursă, nici compilatorul. În același timp, programul procesat de interpret trebuie retradus în limbajul mașinii de fiecare dată când programul este lansat. Programele compilate rulează mai repede, dar cele interpretate sunt mai ușor de reparat și schimbat. Sisteme de programare populare – Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C. Borland C++, Borland Delphi etc.
Astăzi, majoritatea sistemelor se deplasează fără probleme pe Web. World Wide Web creează dependență din ce în ce mai multe aplicații. Bazele de date dobândesc interfețe de utilizator Web pentru a înlocui aplicațiile desktop disponibile anterior. În cele din urmă, este de așteptat ca utilizatorul final să aibă nevoie doar de un browser web pentru a putea satisface toate nevoile software posibile. În acest caz, utilizatorului nu îi pasă ce sistem de operare controlează calculator local, principalul lucru este fiabilitatea și performanța serverului. (De exemplu, Microsoft Office poate fi instalat pe servere la distanță, și nu pe sistemele utilizatorilor finali, dar lansarea aplicațiilor va fi nu mai puțin rapidă decât pe computerele locale). Astfel, toate programele vor avea posibilitatea atât de execuție locală, cât și de lansare de la distanță prin Web.
1 tobogan
Prezentarea pentru lecție a fost creată de: profesor de informatică a MKOU „Basinskaya OOSH” Gaidukova Anna Andreevna * *
2 tobogan
O imprimantă; CPU; Tastatură; Memorie flash; Monitor; RAM; Dispozitiv CD-ROM. Fără care dintre următoarele dispozitive computerul nu poate funcționa: * *
3 slide
Determinați volumul posibil al următoarelor medii de stocare folosind opțiunile de răspuns date (1,44 MB, 700 MB, 120 GB, 512 MB, 4,7 GB): CD-R; DVD-R; Memorie flash; Dischetă; Greu disc magnetic. * *
4 slide
Completați tabelul * * Acțiunea dispozitivului cu informații (stocare, intrare, ieșire, procesare) Procesor RAM Hard disc magnetic CD-RW Tastatură Monitor Imprimantă
5 slide
Andrey are jocul TETRIS pe hard diskul computerului. Prietenul lui Kolya nu are un astfel de joc. Ce trebuie să facă Andrei pentru ca Kolya să-și poată face treaba lui? computer de acasă jucați acest joc (rețineți că computerul lui Kolya nu este conectat la internet)? * *
6 diapozitiv
* Software de calculator Sistem de operare - asigură funcționarea în comun a tuturor dispozitivelor informatice și oferă utilizatorului acces la resursele sale folosind interfața grafică a OS. Driverele de dispozitiv sunt programe speciale care asigură controlul funcționării dispozitivelor computerizate și coordonarea schimbului de informații cu alte dispozitive (fiecare dispozitiv are propriul driver). *
7 slide
* Funcțiile sistemului de operare Testarea componentelor hardware individuale, a memoriei și a altor componente hardware Interfațarea unui program de aplicație cu hardware (se folosesc programe speciale - drivere pentru aceasta) Utilizarea unui computer în modul multiprogram (adică mai multe programe pot fi executate simultan), în timp ce Sistemul de operare monitorizează distribuția resurselor interne și secvența de execuție a comenzii Pentru confortul utilizatorului care lucrează cu computerul, se utilizează o interfață - un set de instrumente și reguli pentru interacțiunea dintre un computer și o persoană *
8 slide
Slide 9
* Instalarea sistemului de operare Instalarea sistemului de operare - fișierele sistemului de operare sunt copiate de pe discul de distribuție în HDD calculator. Fișierele sistemului de operare sunt stocate în memoria pe termen lung pe hard disk, care se numește unitatea de sistem. Sistemul de operare, ca și alte programe, poate fi executat dacă se află în memoria RAM a computerului. Prin urmare, este necesar să descărcați fișierele OS din disc de sistemîn RAM. *
10 diapozitive
* Încărcarea sistemului de operare Încărcarea sistemului de operare începe într-unul din cele trei cazuri - după: pornirea computerului; apăsând butonul Reset unitate de sistem calculator; Apăsând simultan combinația de taste de pe tastatură: (Ctrl) + (Alt) + (Del) În timpul procesului de pornire a sistemului de operare: este testată performanța procesorului, a memoriei și a altor dispozitive; Scurte mesaje de diagnosticare despre procesul de testare sunt afișate pe ecranul monitorului după ce sistemul de operare a terminat de încărcat, utilizatorul poate controla computerul folosind interfața grafică a sistemului de operare. *
11 diapozitiv
12 slide
* Programe standard Windows Paint OS - un editor grafic care vă permite să creați, să vizualizați și să editați desene sau fotografii scanate Imagini - utilizat pentru a vizualiza și edita fișiere grafice, cum ar fi desene digitale sau fotografii scanate Calculator - un calculator electronic este un analog al unui calculator manual obișnuit Blocnotes - editor de text, folosit pentru a crea și edita fișiere text format simplu WordPad este un editor de text folosit pentru a crea și formata fișiere text cu formatare complexă *
Slide 13
* Aplicație software O aplicație este un program care face posibilă procesarea informațiilor text, grafice, numerice, audio și video, pentru a lucra în retele de calculatoare fara sa cunoasca programarea. Aplicația rulează sub un anumit sistem de operare. Tipuri de aplicații: 1. Aplicații scop general(calculatoare, foi de calcul, text, audio și editor grafic, playere multimedia, baze de date, programe de prezentare, programe de comunicare etc.). 2. Aplicații motiv special (programe de contabilitate, enciclopedii, programe de instruire, sisteme traducere automată, sisteme de programare, jocuri pe calculator etc.) *
- Software-ul este un set de programe speciale care vă permit să organizați procesarea informațiilor folosind un computer.
- Tipuri de software:
Programul sistemului
Software de aplicație
Sisteme de programare (software de instrumente)
- Deoarece este imposibil ca un PC să funcționeze fără software, acesta este o parte integrantă parte integrantă orice calculator.
PROGRAMUL SISTEMULUI
Software-ul de sistem este un set de programe care asigură funcționarea unui computer (un set de programe care controlează memoria RAM, procesorul, dispozitive externeși fișiere care conduc un dialog cu utilizatorul). Partea principală a software-ului de sistem este sistemul de operare (OS). Sistemul de operare are mult de lucru: pentru a deschide orice program, trebuie să îl găsiți pe hard disk, să îl plasați în RAM și să îl găsiți acolo loc liber, „porniți” procesorul pentru a executa programul, monitorizați funcționarea tuturor dispozitivelor în timp ce programul rulează și, în caz de defecțiuni, efectuați diagnostice și afișați un mesaj utilizatorului.
Cele mai comune sisteme de operare:
PROGRAMUL SISTEMULUI
Modul interactiv:
Sistemul de operare afișează o solicitare pentru anumite acțiuni. Ca răspuns, utilizatorul lansează o comandă specifică. Aceasta ar putea fi o operație de fișier (copiere, ștergere), o comandă de raportare data curenta sau timpul etc.
Programe de service:
Programe de întreținere a discurilor (copiere, formatare, „tratare”, etc.);
Programe de comprimare a fișierelor pe disc (arhivare);
Programe pentru combaterea virușilor informatici.
SOFTWARE DE APLICAȚIE
Programele cu care utilizatorul își poate rezolva problemele fără a apela la programare se numesc programe de aplicație.
Toți utilizatorii preferă să aibă un set de programe de aplicație de care aproape toată lumea are nevoie. Ei sunt numiti, cunoscuti PROGRAME DE UTILIZARE GENERALĂ.
Acestea includ:
- Acestea includ:
Editori de text și grafice (puteți scrie, desena);
Sisteme de management al bazelor de date (DBMS) (diverse cărți de referință);
Procesoare pentru foi de calcul care vă permit să faceți calcule;
Programe de comunicare (rețea) concepute pentru a face schimb de informații cu alte computere conectate la o rețea de calculatoare.
SOFTWARE DE APLICAȚIE
În plus, există un număr mare de programe de aplicații speciale pentru activitate profesională. Ele sunt adesea numite
PACHETE DE APLICARE.
Acesta este de exemplu:
programe de contabilitate,
sisteme de proiectare asistată de calculator,
Programe de formare pe diverse discipline,
Programe de lucru pe diverse medicale
aparate (ultrasunete etc.).
Software de instrumente sau sisteme de programare (SP)
Sisteme pentru dezvoltarea de noi programe într-un limbaj de programare. Acesta este un instrument pentru munca unui programator. Fiecare joint venture se concentrează pe un anumit limbaj de programare.
Există multe limbaje de programare: Pascal, Fortran, SI, asamblator etc. În aceste limbaje, programatorul scrie programe și, cu ajutorul sistemelor de programare, le introduce în computer, le depanează, le testează și le execută.
Slide 2
Organizarea memoriei
Memoria fizică la care are acces procesorul prin intermediul magistralei de adrese se numește memorie cu acces aleatoriu (sau memorie cu acces aleatoriu - RAM). RAM este organizată ca o secvență de celule - octeți. Fiecare octet are propria sa adresă unică (numărul său), numită fizică. Gama de valori ale adresei fizice depinde de lățimea magistralei de adrese a procesorului. Pentru 80486 și Pentium variază de la 0 la 232 - 1 (4 GB). Pentru procesoarele PentiumPro/II/III/IV această gamă este mai largă - de la 0 la 236 - 1 (64 GB). Procesorul 8086 avea 1 MB de memorie cu o magistrală de adrese de douăzeci de biți - de la 0 la 220-1.
Slide 3
Hardware-ul procesorului suportă două modele de utilizare a memoriei RAM: În modelul segmentat, programului îi sunt alocate zone de memorie contigue (segmente), iar programul însuși poate accesa doar datele aflate în aceste segmente.Modelul paginii poate fi considerat ca o suprastructură peste modelul segmentat. Aplicația principală a acestui model este legată de organizarea memoriei virtuale, care permite sistemului de operare să utilizeze un spațiu de memorie mai mare decât cantitatea de memorie fizică pentru rularea programelor prin combinarea operațională și memorie externa
Slide 4
Apropo, un alt nume pentru o adresă fizică este o adresă liniară. Această dualitate în nume se datorează tocmai prezenței unui model de pagină a organizării RAM. Aceste nume sunt sinonime numai atunci când traducerea adreselor paginii este dezactivată (în modul real paginarea este întotdeauna dezactivată). În modelul de pagină, adresele liniare și fizice au semnificații diferite. Mecanismul de gestionare a memoriei este în întregime hardware și permite: stocarea compactă a adreselor într-o mașină de instrucțiuni flexibilitatea mecanismului de adresare protejarea spațiilor de adrese de sarcini într-un sistem multitasking suport pentru memorie virtuală
Slide 5
În familia de procesoare 80x86, alegerea metodei de acces la memorie este determinată de modul de funcționare al procesorului. În modul real, procesorul poate accesa doar primul megaoctet de memorie, ale cărui adrese variază de la 00000 la FFFFF în hexazecimal. În acest caz, procesorul funcționează în modul cu un singur program (adică, în acest moment poate executa doar un program la un moment dat). Totuși, în același timp, poate întrerupe oricând execuția acesteia și poate trece la procedura de procesare a unei întreruperi primite de la unul dintre dispozitivele periferice. Orice program pe care procesorul îl execută în acest moment are acces nelimitat la orice zone de memorie situate în primul megaoctet: la RAM - pentru citire și scriere și la ROM, desigur, doar pentru citire. Modul de operare al procesorului real este utilizat în sistemul de operare MS DOS, precum și în sisteme Windows 95 și 98 când sunt încărcate în modul de emulare MS DOS.
Slide 6
În modul protejat, procesorul poate rula mai multe programe simultan. În acest caz, fiecărui proces (adică, programul care rulează) i se poate aloca până la 4 GB de RAM. Pentru a preveni influența reciprocă a programelor care rulează unul asupra celuilalt, li se aloca zone izolate de memorie. Sistemele de operare precum MS Windows și Linux rulează în modul protejat. În modul de adresare virtuală al procesorului 8086, acesta din urmă funcționează de fapt în modul protejat. Pentru fiecare sarcină, este creată a sa mașină virtuală, care alocă o zonă de memorie izolată de 1 MB în dimensiune și emulează complet funcționarea unui procesor 80x86 în modul de adresare reală. De exemplu, în sistemele de operare Windows 2000 și XP, o mașină virtuală a procesorului 8086 este creată de fiecare dată când utilizatorul pornește o fereastră de interpret de comenzi (sesiunea MS DOS).
Slide 7
Mod de adresare real Trăsături distinctive Mecanismele de adresare a memoriei fizice în modul real sunt următoarele: Intervalul de modificări ale adresei fizice este de la 0 la 1 MB, deoarece numai cei 20 de biți de ordin inferior ai magistralei de adrese sunt utilizați la adresare Dimensiunea maximă a memoriei adresate utilizarea registrelor pe 16 biți este de 64 KB Pentru a accesa o anumită adresă fizică Segmentarea memoriei este utilizată în toată memoria RAM disponibilă, de exemplu. împărțirea spațiului de adresă disponibil în segmente de 64 KB și utilizarea acestuia în locul unei adrese fizice logice sub forma:, i.e. combinații de adresă de început a segmentului și decalaj în cadrul segmentului Adresa de început a segmentului de 16 biți este plasată într-unul din cele șase registre de segment (CS, DS, ES, SS, FS sau GS) Programele funcționează direct numai pe offset-ul de 16 biți specificat raportat la începutul segmentului
Slide 8
Cea mai puțin semnificativă cifră hexazecimală din adresa fiecărui segment este zero, adică adresa oricărui segment va fi întotdeauna un multiplu de 16 octeți; limitele segmentului sunt situate la fiecare 16 octeți de adrese fizice. Fiecare dintre aceste fragmente de 16 octeți se numește paragraf.
Slide 9
Adresele specificate în programe în forma de compensare a segmentelor sunt convertite automat de procesor în adrese liniare de 20 de biți în timpul execuției comenzii conform următoarei scheme:
Slide 10
Exemplu: octet dat sub forma segment-offset: 8000:0250 în hexazecimal. Adresă logică: 8000:0250 –––––––––––––––––––––––––––––––– Segment: 80000 + Offset: 0250 –––––– – ––––––––––––––––––––––– Adresă fizică: 80250 Un program tipic scris pentru familia de procesoare 80x86 are de obicei trei segmente: cod, date și stivă. Când programul pornește, adresele segmentului lor de bază sunt încărcate în registrele CS, DS și, respectiv, SS. În cele trei registre rămase ES, FS și GS, programul poate stoca pointeri către segmente suplimentare.
Slide 11
Dezavantajele acestei organizări a memoriei: segmentele sunt plasate necontrolat de la orice adresă divizibilă cu 16 (deoarece conținutul registrului de segmente este deplasat cu 4 biți în hardware) și, ca urmare, programul poate accesa orice adrese, inclusiv cele care de fapt nu există; segmentele au dimensiune maximă Segmentele de 64 KB se pot suprapune pe alte segmente
Slide 12
Modul de adresare protejată Când funcționează în modul protejat, fiecărui program i se poate aloca un bloc de memorie de până la 4 GB, ale cărui adrese în notație hexazecimală pot varia de la 00000000 la FFFFFFFF. Se spune că programului i se alocă un spațiu de adrese liniar. În modul securizat, registrele de segmente (CS, DS, SS, ES, FS, GS) stochează nu adrese de bază de 16 biți ale segmentelor, ci selectori - pointeri către descriptori de segment situati într-unul dintre tabelele de descriptori de sistem. . Pe baza informațiilor conținute în descriptor, sistemul de operare determină adresele liniare ale segmentelor de program. Există două tipuri de tabele: GlobalDescriptorTable (tabel de descriptor global) și LocalDescriptorTables (tabel de descriptor local).
Slide 13
Structura selectorului descriptorului de segment: descriptorul constă din 8 octeți, care includ adresa de bază a segmentului, dimensiunea și alte informații:
Slide 14
Descriptorul 0 este ilegal - poate fi încărcat în siguranță în registrul de segment pentru a indica faptul că registrul de segment este momentan indisponibil, dar încercarea de a-l utiliza va genera o întrerupere. Un program tipic scris pentru modul protejat are de obicei trei segmente: cod, date și stivă, informații despre care sunt stocate în cele trei registre de segmente enumerate mai jos. Registrul CS stochează un pointer către un descriptor de segment de cod de program. Registrul DS stochează un pointer către un descriptor de segment de date de program. Registrul SS stochează un pointer către un descriptor de segment de stivă de program.
Slide 15
Conversia unei perechi selector-offset la o adresă fizică se realizează după cum urmează: Dacă paginarea este dezactivată (prin intermediul unui bit din registrul de control global), adresa liniară este interpretată ca o adresă fizică și trimisă în memorie pentru citire sau scriere. Pe de altă parte, dacă paginarea este disponibilă, adresa liniară este interpretată ca o adresă virtuală și mapată la adresa fizică folosind un tabel de pagini.
Slide 16
În modul protejat, modelele de memorie sunt acceptate în hardware: FlatModel (model plat, solid sau liniar) - o organizare a memoriei în care toate segmentele sunt mapate la o singură zonă de adresă liniară. Pentru a realiza acest lucru, toate mânerele de segment indică același segment de memorie, care corespunde întregului spațiu de adrese fizice de 32 de biți al computerului. Pentru un model plat, trebuie create cel puțin două mânere, unul pentru referințele de cod și unul pentru referințele de date.
Slide 17
Descriptorii sunt stocați într-un tabel special de sistem numit Global Descriptor Table, sau GDT. Pentru modelul plat, fiecare descriptor are o adresă de bază de 0. Valoarea câmpului care definește limita segmentului este înmulțită de procesor cu numărul hexazecimal 1000. Segmentele pot acoperi întregul interval de 4 gigaocteți de adrese fizice, sau numai acele adresele la care sunt mapate memorie fizică. Prin stabilirea limitei segmentului la 4 gigaocteți, mecanismul de segmentare împiedică aruncarea de excepții pentru referințele de memorie care se întind pe limita segmentului.
Slide 18
Acest model vă permite să eliminați mecanismul de segmentare din arhitectura sistemului, deoarece toate operațiunile de memorie accesează un spațiu de memorie comun. Din punctul de vedere al unui programator, acest model este cel mai ușor de utilizat, deoarece un singur întreg de 32 de biți este suficient pentru a stoca adresa oricărei variabile sau comenzi.
Slide 19
Model multisegmentat Fiecare program are propriul său tabel de descriptori de segment, numit tabel local de descriptori (LDT). În acest caz, devine posibil ca fiecare proces să fie creat set propriu segmente care nu se intersectează în niciun fel cu segmente ale altor procese. Ca rezultat, fiecare segment se află într-un spațiu de adrese izolat.
Slide 20
Figura arată că fiecare element de tabel de descriptor local definește un segment de memorie diferit. Fiecare descriptor de segment își specifică lungimea exactă. De exemplu, un segment care începe la adresa 3000 are o lungime de 2000 de octeți în hexazecimal, deoarece valoarea câmpului descriptor de segment este 0002 și 0002x1000=2000. Prin analogie, lungimea segmentului care începe la adresa 8000 este A000. De remarcat că Modelul Flat este implementat ca un caz special al unui model segmentat, atunci când programul accesează un segment pentru care este alocat întreg spațiul liniar.
Slide 21
Paginare (model de memorie de pagină) Acest model este o formă de gestionare a memoriei pentru modelarea unui spațiu de adrese mare, nesegmentat, folosind o porțiune de memorie de disc și un spațiu de adrese fragmentat. Oferă acces la structurile de date care sunt mai mari decât dimensiunea memoriei disponibile, stocându-le parțial în RAM și parțial pe disc. Conform acestui model, spațiul de adrese liniar este împărțit în blocuri de dimensiuni egale (de obicei 4 KB), care se numesc pagini.
Slide 22
Figura prezintă o adresă liniară împărțită în trei câmpuri: Directory, Page și Offset. Câmpul Director este folosit ca index în directorul paginii pentru a localiza indicatorul către tabelul corect al paginilor.
Slide 23
Câmpul Pagina este apoi procesat ca index în tabelul de pagini pentru a găsi adresa fizică a blocului de pagini. Pentru a obține adresa fizică a octetului sau cuvântului necesar, ultimul câmp Offset este adăugat la adresa blocului de pagină. Ca rezultat, vă puteți asigura cu ușurință că cantitatea totală de RAM utilizată în toate programele care rulează pe computer depășește cantitatea de memorie reală a computerului. De aceea, organizarea memoriei paginii este adesea numită memorie virtuala(memorie virtuala). Performanța sistemului de memorie virtuală este asigurată de program special, care face parte din sistemul de operare numit manager de memorie virtuală.
Slide 24
Organizarea memoriei de paginare rezolvă problema deficitului de memorie în cel mai bun mod posibil. Faptul este că înainte de a începe execuția, orice program trebuie să fie încărcat în RAM, a cărui dimensiune este întotdeauna limitată (de exemplu, datorită caracteristici de proiectare pret calculator sau modul de memorie). Utilizatorii de computere încarcă de obicei mai multe programe în memorie simultan, astfel încât să poată comuta între ele în timp ce lucrează (de exemplu, trece de la o fereastră la alta). Pe de altă parte, volumul memoriei pe disc este mult mai mare decât volumul RAM al computerului și, în plus, această memorie este mult mai ieftină. Prin urmare, prin utilizarea memoriei de disc atunci când folosește organizarea memoriei paginate, utilizatorul are impresia că are o cantitate nelimitată de RAM. Desigur, trebuie să plătiți pentru orice: viteza de acces a memoriei pe disc este cu câteva ordine de mărime mai mică decât cea a memoriei RAM.
Slide 25
Când un program este executat, porțiuni din RAM (sau pagini) acestuia care nu sunt în uz curent pot fi salvate în siguranță pe disc. Ei spun că o parte a sarcinii este schimbată pe disc. În memoria RAM a computerului, are sens să salvezi numai acele pagini pe care procesorul le accesează activ, de exemplu, executând unele codul programului. Dacă procesorul trebuie să acceseze o pagină de memorie care este în prezent golită pe disc, apare o eroare de sistem (sau întrerupere) din cauza unei erori de pagină. Această eroare este procesată de managerul de memorie virtuală al sistemului de operare, care găsește o pagină pe disc care conține codul sau datele necesare și o încarcă într-o zonă liberă de RAM.
Slide 26
Tema protecției este strâns legată de memoria virtuală. Pentium acceptă patru niveluri de securitate, cu Nivelul 0 fiind cel mai privilegiat și Nivelul 3 fiind cel mai puțin privilegiat. În fiecare moment, programul de rulare este la un anumit nivel.Fiecare segment din sistem are și propriul său nivel.
Slide 27
La nivelul 0 se află nucleul sistemului de operare, care se ocupă de procesarea de intrare/ieșire, gestionarea memoriei și alte probleme primare. La nivelul 1 – handler de apeluri de sistem. Programele utilizator la acest nivel pot accesa proceduri pentru a efectua apeluri de sistem, dar numai o listă specifică și protejată de proceduri. Nivelul 2 conține proceduri de bibliotecă, posibil partajate de mai multe programe care rulează. Programele utilizator pot apela aceste proceduri și pot citi datele lor, dar nu le pot modifica. Și, în sfârșit programe de utilizator operați la nivelul 3, care are cel mai scăzut grad de protecție.
Vizualizați toate diapozitivele
