GEF 435Principes des systèmes d’exploitation

Le matériel des ordinateurs Revue Pt I(Tanenbaum 1.4)

Revue

• Quelle sont les deux vues des SE?• Nommez des types de SE:

Synopsis

• Les composantes d’ordinateur • Processeurs

Parties d’un processeurTypes de processeurModes d’opération

• Types de mémoire

Composantes

• Un SE est lié intimement avec le matériel sur lequel il opère

Monitor

Bus

Processeurs

• Le cerveau de l’ordinateur• Fonction du CPU:

Extraire un instruction de la mémoire (fetch)Décode l’instruction et opérantsExécute l’instructionRépète

• En pratique c’est plus compliqué...

Processeurs (parties)

• Le cœur du CPU est l’ALU (unité arithmétique et logique)

• Autres ressources a l’intérieur du CPU:Registres génériques

• Utilisés pour garder les variables durant les calculs

Compteur ordinal (Program counter)• Pointe à la prochaine instruction à extraire de la mémoire

Processeurs (parties)

• Autres ressources à l’intérieur du CPU:

Pointeur de pile (stack pointer)

• Pointe sur le dessus de la pile du processus courrant

Mot d’état (Program Status Word (PSW))

• Contient les bits de conditions, la priorité du CPU, le mode, et des bits de contrôles

Processeurs (types)

• Quand une instruction est dans le tuyau (pipe) elle sort à l’autre bout et est exécuté même si elle doit être ignorée!

• Rend la constructions des compilateurs et SE compliqué.

Un CPU Pipeline

MOVEQ #5, R1 MOVEQ #0, R2LOOP ADDI #1,R2 CMP R1, R2 BNE LOOP . . .

Processeurs (types)

• Unités d’exécution multiple Extraction d’instructions multiple Le matériel remet les instructions en ordre (majoritairement)

• Les deux modèles expose les dessinateurs de SE et de compilateurs à l’architecture et la complexité!!!

CPU

Superscalaire

Processeurs (modes)

• Deux modes: Noyau (Kernel)

• Toutes les micro instructions sont disponible

• Le SE travail dans ce mode

• Les programmes peuvent entrer dans ce mode pour faire exécuter une instruction réservée en utilisant une trap (déroutement)

Usager (User)• Programmes voient seulement une région restreinte de la mémoire

• Seulement certaines instructions sont disponible pour accès

• Normalement les E/S et les fonctions de la mémoire ne sont pas permis

Mémoire

• La mémoire idéale:Extrêmement vite (plus vite que le temps d’exécution

du CPU)LargePeu coûteuse

• Est-ce que nous pouvons faire cela avec la technologie d’aujourd’hui?

• NON!

Types de Mémoires (et Hiérarchie)

• Les types de mémoire multiple donne une balance de vitesse, grosseur et coût mais…

• …ajoute de la complexité

A Memory Hierarchy

Coût

Types de Mémoires

• RegistresSont embarqués dans le CPU et sont en général rapidesLes Registres sont gérés par le programme

• Même si le compilateur a la décision finale

Types de Mémoires

• CacheTrès vite mais c’est une mémoire dispendieusePotentiellement il y a plusieurs niveaux de cacheVit prés du CPUHabituellement contrôlé par le matériel

Types de Mémoires

• Mémoire principale (RAM)Le cheval de travail Grandit rapidementLe coût par Meg descend aussi rapidement

• Au début des années 1990 $200 vous achetais 1-4Meg

• Maintenant $200 achète 2GB

Types de Mémoires

• Disques magnétiquesDeux ordres de grandeur moins dispendieux que RAMTrois ordres de grandeurs plus lent

Types de Mémoires

• Rubans magnétiques Pour sauvegarde et entreposage de large quantités de

donnéesNormalement entreposés les rubans doivent être mont

être monter dans un lecteur avant l’accèsTrès lent mais extrêmement peu coûteux!

Fred, le gars du ruban.

Il n’aime pas sa job

Autres types d’ordi et composantes

InterfaceElec Unit

to radar and other ADATS

Serial Interface& Auto Scanner

R/D Converter16 Channels

ResolversGBA, LOSSA

Discrete I/O24/24 Bits

TEU TAU LEU ECU MV PSSEU

Mount Servo Elect Unit

A/D Converter16 Channels

D/A Converter24 Channels

Analog I/PGBA, LOSSA

Analog O/PSEU

CEU

Main Memory

DPU

CMP

Clock and interrupts16 channel

Autres types d’ordi et composantesMISSION COMPUTER # 1

MISSION COMPUTER # 2

AV

MU

X 1

X

AV

MU

X 1

Y

AV

MU

X 2

Y

AV

MU

X 3

Y

AV

MU

X 3

X

AV

MU

X 2

XADC

AV

MU

X 4

X

AV

MU

X 4

Y

EGI (INS)

AMU

AV

MU

X 5

X

AV

MU

X 5

Y

AV

MU

X 6

X

AV

MU

X 6

Y

LMDIRMDI

FCC-A

FCC-B

CSC

COMM 1

VOR/ILS

MSDRS

SMS

MIDS

RWR

CMDS

COMM 2

AMIRS

RADAR

EGI (GPS)

EIBU

CIT

DMC

JHMCS

ARMUXEWMUX

EWMUX

EWMUX

Quiz Time!

Questions?