Your SlideShare is downloading. ×
Operating System Chapter 2
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Saving this for later?

Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime - even offline.

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Operating System Chapter 2

16,696
views

Published on

Computer Operating System Concept Chapter 2

Computer Operating System Concept Chapter 2

Published in: Technology

2 Comments
18 Likes
Statistics
Notes
  • ขอบคุณคะ
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • -0- So Good
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total Views
16,696
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
2
Likes
18
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide
  • Chapter 2 Computer-System Structures Computer System Operation I/O Structure Storage Structure Storage Hierarchy Hardware Protection Network Structure
  • Transcript

    • 1. บทที่ 2 : โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์ Computer-System Structures
      • การปฏิบัติงานของระบบคอมพิวเตอร์ Computer System Operation
      • โครงสร้างอินพุทเอ้าท์พุท I/O Structure
      • โครงสร้างหน่วยจัดเก็บข้อมูล Storage Structure
      • โครงสร้างเชิงลำดับชั้นของหน่วยจัดเก็บข้อมูล Storage Hierarchy
      • การป้องกันฮาร์ดแวร์ Hardware Protection
      • โครงสร้างเครือข่าย Network Structure
    • 2. ระบบคอมพิวเตอร์ในสมัยใหม่ A Modern Computer System
    • 3. การปฏิบัติงานของระบบคอมพิวเตอร์ Computer-System Operation
      • อุปกรณ์อินพุทเอ้าท์พุทกับหน่วยประมวลผลกลางสามารถทำงานหรือเอ็กซ์ซีคิวท์ไปพร้อมกัน
      • ตัวควบคุมอุปกรณ์แต่ละตัวต้องเป็นไปตามประเภทของอุปกรณ์แต่ละชนิด
      • ตัวควบคุมอุปกรณ์แต่ละตัวมีบัฟเฟอร์เป็นของตนเอง
      • หน่วยประมวลผลมีหน้าที่เคลื่อนย้ายข้อมูลจากหน่วยความจำหลักและบัฟเฟอร์แต่ละตัว
      • อินพุทเอ้าท์พุทเป็นอุปกรณ์บัฟเฟอร์เฉพาะของหน่วยควบคุม
      • หน่วยควบคุมอุปกรณ์มีหน้าที่แจ้งให้หน่วยประมวลผลทราบเมื่อทำงานเสร็จสิ้น ด้วยวิธีการขัดจังหวะการทำงานหรือการอินเตอร์รัพท์ interrupt
    • 4. หน้าที่ทั่วไปของการขัดจังหวะ interrupt Common Functions of Interrupts
      • โดยปกติการขัดจังหวะจะโอนการควบคุมไปให้กับ ส่วนการบริการงาน interrupt vector อันเกิดจากการขัดจังหวะ หรือ อินเตอร์รัพท์เซอร์วิสรูทีน service routines
      • สถาปัตยกรรมการขัดจังหวะ จะต้องทำการบันทึกแอดเดรสของคำสั่งการขัดจังหวะ
      • การขัดจังหวะขาเข้า จะถูกยกเลิกการทำงาน เมื่อการขัดจังหวะกำลังถูกโปรเซสเพื่อแก้ไขการสูญหายของการขัดจังหวะ
      • แทรป trap คือซอฟต์แวร์ที่ทำให้เกิดการขัดจังหวะอันเนื่องมาจากทั้งการเกิดความผิดพลาด หรือร้องขอบริการจากผู้ใช้
      • ระบบปฏิบัติการคือการทำงานด้วยการขับเคลื่อนการขัดจังหวะ
    • 5. การจัดการกับการขัดจังหวะ Interrupt Handling
      • ระบบปฏิบัติการเป็นผู้ดูแลสถานะของหน่วยประมวลผลด้วยการเก็บค่ารีจีสเตอร์และโปรแกรมเคาน์เตอร์ program counter
      • ประเภทของการขัดจังหวะที่นำมาใช้
        • การทำโพลลิ่ง polling
        • ระบบการขัดจังหวะแบบเวกเตอร์ vectored interrupt system
      • แตกการทำงานแบบรูทีนของเคอร์แนล เพื่อทราบว่าการกระทำนั้นเป็นการขัดจังหวะประเภทใด
    • 6. การขัดจังหวะตามการเปลี่ยนแปลงของเวลาเพื่อการโปรเซสเดี่ยวให้ได้ผลลัพท์ Interrupt Time Line For a Single Process Doing Output
    • 7. โครงสร้างของ I/O Structure
      • I/O แบบสัมพันธ์ Synchronous I/O หลังจาก I/O เริ่มทำงาน การควบคุมจะตอบกลับไปยังโปรแกรมของผู้ใช้ก็ต่อเมื่อ I/O ทำงานเสร็จสิ้นแล้ว
      • คำสั่งเพื่อการรอคอยจะทำให้หน่วยประมวลผลว่างจาการทำงานใดๆ จนกว่าจะเกิดการขัดจังหวะลำดับถัดไปขึ้น
      • วนรอบแห่งการรอคอย ( เกิดขึ้นเมื่อเกิดการแย่งชิงเพื่อการเข้าถึงหน่วยความจำ )
      • เมื่อเกิดการร้องขอจาก I/O มากกว่าหนึ่ง ในช่วงเวลาเดียวกัน การโปรเซส I/O จะไม่สามารถกระทำได้โดยต่อเนื่อง
      • I/O แบบไม่สัมพันธ์ Asynchronous I/O หลังจาก I/O เริ่มทำงานการควบคุมจะตอบกลับไปยังโปรแกรมของผู้ใช้โดยไม่ต้องรอ I/O ทำงานเสร็จสิ้น
      • การเรียกระบบ System call เป็นการเรียกร้องให้ ระบบปฏิบัติการอนุญาตให้ผู้ใช้รอคอย เพื่อให้ I/O ทำงานเสร็จสิ้น
      • อุปกรณ์ ตารางบันทึกการเข้าใช้งาน Device-status table เพื่อให้อุปกรณ์ I/O สามารถระบุประเภท แอดเดรส และสถานะได้
      • ระบบปฏิบัติการ ทำดัชนีไว้ในส่วนของอุปกรณ์ เพื่อบ่งบอกสถานะของอุปกรณ์ และเปลี่ยนแปลงตาราง และเพื่อการแก้ไขตารางบันทึกการเข้าใช้งานรวมทั้งการขัดจังหวะ
    • 8. ระเบียบวิธีของทั้งสองระบบปฏิบัติการ Two I/O Methods Synchronous Asynchronous
    • 9. ตารางสถานะของอุปกรณ์ Device-Status Table
    • 10. โครงสร้างการเข้าถึงหน่วยความจำแบบโดยตรง Direct Memory Access Structure
      • ถูกใช้สำหรับอุปกรณ์อินพุทเอ้าท์พุทแบบความเร็วสูง เพื่อให้สามารถจัดส่งข้อมูลสารสนเทศให้มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วของหน่วยความจำ
      • ส่วนการควบคุมอุปกรณ์จะจัดส่งข้อมูลเป็นบล็อค ของข้อมูลที่อยู่ในบัฟเฟอร์โดยตรงไปยังหน่วยความจำโดยปราศจากความช่วยเหลือจากหน่วยประมวลผล
      • มีเพียงการขัดจังหวะเท่านั้นที่ถูกสร้างขึ้นทีละบล็อค แทนที่จะเป็นหนึ่งไบท์ต่อการขัดจังหวะหนึ่งครั้ง
    • 11. โครงสร้างหน่วยจัดเก็บข้อมูล Storage Structure
      • หน่วยความจำหลัก Main memory คือสื่อที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่เท่านัน้ที่หน่วยประมวลผลสามารถเข้าถึงได้โดยตรง
      • หน่วยจัดเก็บข้อมูลสำรอง Secondary storage เป็นส่วนขยายจากหน่วยความจำหลักที่เป็นส่วนจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่
      • ดิสค์แม่เหล็ก Magnetic disks หมายถึงสิ่งที่สร้างขึ้นจากโลหะ หรือแผ่นแก้วที่ถูกเคลือบด้วยแม่เหล็กเพื่อใช้ในการจัดเก็บข้อมูล
        • ผิวสัมผัสของแผ่นดิสค์ ในเชิงมโนภาพจะถูกแบ่งออกเป็นแทร็กส์ tracks และแต่ละแทร็กส์จะถูกแบ่งย่อยออกเป็นเซ็กเตอร์
        • ส่วนการควบคุมดิสค์ disk controller หมายถึงผู้ทำหน้าที่ตอบสนองระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ กับคอมพิวเตอร์
    • 12. กลไกในการเคลื่อนหัวอ่านดิสค์ Moving-Head Disk Mechanism
    • 13. โครงสร้างลำดับชั้นของหน่วยจัดเก็บ Storage Hierarchy
      • ระบบของหน่วยจัดเก็บถูกจัดระเบียบเชิงลำดับ
        • ความเร็ว
        • ค่าใช้จ่าย
        • ความคงอยู่ของข้อมูลหลังจากไม่มีกระแสไฟฟ้า
        • การแคชชิ่ง Caching หรือการเก็บซ่อน
        • หมายถึงการทำสำเนาข้อมูลไปไว้ยังระบบการจัดเก็บที่มีความเร็วสูงกว่า
        • กล่าวคือ หน่วยความจำหลัก ก็คือแคชสุดท้ายของหน่วยจัดเก็บข้อมูลทุติยภูมิ
    • 14. โครงสร้างลำดับชั้นของอุปกรณ์หน่วยจัดเก็บข้อมูล Storage-Device Hierarchy
    • 15. แคชชิ่ง Caching
      • ใช้หน่วยความจำความเร็วสูง เพื่อให้ข้อมูลที่ใช้ล่าสุดอาศัยอยู่
      • จำเป็นต้องใช้นโยบายในการบริหารจัดการแคช
      • การทำแคชชิ่งนำไปสู่โครงสร้างการจัดเก็บเชิงลำดับในระดับอื่น
        • จำเป็นต้องมีข้อมูลที่ถูกจัดเก็บอย่างต่อเนื่องมากกว่าหนึ่งระดับอย่างสม่ำเสมอ
    • 16. Migration of Integer “A” From Disk to Register การเคลื่อนย้ายของตัวแปลแบบจำนวนเต็ม A จากดิสค์ไปยังรีจีสเตอร์
    • 17. การป้องกันฮาร์ดแวร์ Hardware Protection
      • การปฏิบัติการแบบโหมดคู่ Dual-Mode Operation
      • การป้องกันอินพุทเอ้าท์พุท I/O Protection
      • การป้องกันหน่วยความจำ Memory Protection
      • การป้องกันหน่วยประมวลผล CPU Protection
    • 18. การปฏิบัติการแบบโหมดคู่ Dual-Mode Operation
      • การแบ่งปันทรัพยากรของระบบที่จำเป็นต่อระบบปฏิบัติการเพื่อมั่นใจได้ว่า โปรแกรมที่ไม่ถูกต้องหรือพฤติกรรมอันไม่พึงประสงค์ของมนุษย์ จะมีผลกระทบให้โปรแกรมอื่นๆ ทำงานผิดพลาดหรือไม่ถูกต้องไปด้วย
      • ระบบปฏิบัติการต้องสามารถรองรับฮาร์ดแวร์ ที่แตกต่างกันในการทำงานอย่างน้อยสองโหมดขึ้นไป
      • 1. โหมดผู้ใช้งาน User mode หมายถึง การเอ็กซ์ซีคิวท์นั้นเฉพาะเพื่อผู้ใช้รายนั้นเท่านั้น
      • 2. โหมดการเฝ้าติดตาม Monitor mode ( หรือเคอร์แนลโหมด kernel mode หรือ โหมดระบบ system mode ) การเอ็กซ์ซีคิวท์นั้นเพื่อการทำงานของระบบปฏิบัติการ
    • 19. การปฏิบัติการแบบโหมดคู่ Dual-Mode Operation (Cont.)
      • โหมดบิทจะถูกใส่ไว้ในส่วนฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ เพื่อใช้บ่งชี้ว่าปัจจุบันอยู่ที่โหมดใด อาทิเช่น โหมด 0 หมายถึงโหมดการเฝ้าติดตาม โหมด 1 หมายถึงโหมดผู้ใช้งาน
      • เมื่อเกิดการขัดจังหวะ หรือ เกิดข้อผิดพลาดใดๆ ขึ้น ฮาร์ดแวร์จะทำการสลับกลับไปยังโหมดการเฝ้าติดตามโดยอัตโนมัติ
      Privileged instructions can be issued only in monitor mode monitor user Interrupt/fault set user mode คำอธิบายรูป คำสั่งงานเฉพาะจะเกิดขึ้นได้เฉพาะในโหมดการเฝ้าติดตามเท่านั้น
    • 20. การป้องกันอินพุทเอ้าท์พุท I/O Protection
      • คำสั่งในส่วนอินพุทเอ้าพุท ทั้งหมดถือเป็นคำสั่งเฉพาะทั้งสิ้น
      • ต้องแน่ใจว่าโปรแกรมของผู้ใช้ จะต้องไม่เข้าไปควบคุมคอมพิวเตอร์ในโหมดการเฝ้าติดตาม
      • ( เพื่อไม่ให้โปรแกรมของผู้ใช้ที่กำลังถูกเอ็กซ์ซีคิวท์ ได้ทำการเพิ่มแอดเดรสใหม่ไว้ในส่วนเวกเตอร์ของการขัดจังหวะ )
    • 21. ใช้ส่วนงานการเรียกระบบเพื่อแจ้งเตือนส่วนอินพุทเอ้าท์พุท Use of A System Call to Perform I/O
    • 22. การป้องกันหน่วยความจำ Memory Protection
      • ต้องสามารถป้องกันหน่วยความจำ อย่างน้อยเพื่อการทำเว็กเตอร์การขัดจังหวะ และการวัตรการทำงานของบริการการขัดจังหวะ
      • ความจำเป็นที่ต้องมีการป้องกันหน่วยความจำ อย่างน้อยที่สุดต้องเพิ่มรีจิสเตอร์สองตัวเพื่อสามารถกำหนดขอบเขตของแอดเดรสที่อนุญาตให้โปรแกรมสามารถเข้าถึงได้
        • รีจิสเตอร์ฐาน Base register เพื่อเก็บแอดเดรสของหน่วยความจำเชิงกายภาพขนาดเล็กสุด
        • รีจิสเตอร์จำกัด Limit register เพื่อใช้กำหนดขนาดของขอบเขต
      • หน่วยความจำที่อยู่นอกเหนือจากที่กำหนดก็จะถูกป้องกันไม่ให้สามารถเข้าถึงได้
    • 23. การใช้รีจีสเตอร์แบบฐานและแบบจำกัด Use of A Base and Limit Register
    • 24. การป้องกันแอดเดรสของฮาร์ดแวร์ Hardware Address Protection
    • 25. การป้องกันฮาร์ดแวร์ Hardware Protection
      • เมื่อเกิดการเอ็กซ์ซีคิวท์ในโหมดการเฝ้าติดตาม ระบบปฏิบัติการจะไม่เข้าไปควบุคมการเข้าถึงทั้งการเฝ้าติดตาม และหน่วยความจำของผู้ใช้
      • ภาระของการสั่งการของรีจิสเตอร์แบบฐานและแบบจำกัด ล้วนเป็นการสั่งการเฉพาะ
    • 26. การป้องกันหน่วยประมวลผล CPU Protection
      • ตัวควบคุมเวลา ไทม์เมอร์ Timer
        • การขัดจังหวะคอมพิวเตอร์หลังจากช่วงเวลาเฉพาะใดๆ ของระบบปฏิบัติการทำการดูแลรักษาส่วนควบคุม
        • ไทม์เมอร์จะทำการลดค่าตัวเองทุกๆ จังหวะเวลา
        • เมื่อไทม์เมอร์ลดค่าจนกระทั่งมีค่าเป็น 0 การขัดจังหวะก็จะเกิดขึ้น
      • โดยปกติไทม์เมอร์ถูกใช้เพื่อ การแบ่งสรรเวลา
      • เวลาส่วนใหญ่ ถูกใช้เพื่อการคำนวณเวลา ณ ปัจจุบัน
      • การโหลดไทม์เมอร์ เป็นคำสั่งเฉพาะ
    • 27. สถาปัตยกรรมระบบทั่วไป General-System Architecture
      • กำหนดให้ส่วนการสั่งงานอินพุทเอ้าท์พุทเป็นส่วนคำสั่งเฉพาะ โปรแกรมของผู้ใช้จะสามารถแจ้งเตือนการทำงานกับอินพุทเอ้าท์พุทได้อย่างไร
      • การเรียกระบบ System call หมายถึงระเบียบวิธี ที่ถูกใช้โดยโปรเซสเพื่อร้องขอการทำงานอย่างหนึ่งอย่างใด จากระบบปฏิบัติการ
        • โดยปกติเพื่อรับแบบฟอร์มของการแทรปเพื่อกำหนดพื้นที่การทำงานเฉพาะในส่วนเวกเตอร์การขัดจังหวะ
        • การควบคุมจะถูกส่งผ่านไปยังเวกเตอร์ของการขัดจังหวะ เพื่อวัตรการดำเนินการของงานบริการ ในระบบปฏิบัติการ และโหมดบิทจะถูกกำหนดไปเป็นโหมดการเฝ้าติดตาม
        • การเฝ้าติดตาม บอกถึงความถูกต้องว่าพารามิเตอร์นั้นถูกต้อง ทำการเอ็กซ์ซีคิวท์ตามต้องการ และส่งค่าการควบคุมกลับไปยังการสั่งการตามที่เรียกใช้ระบบ
    • 28. โครงสร้างเครือข่าย Network Structure
      • เครือข่ายท้องถิ่น Local Area Networks (LAN)
      • เครือข่ายระยะไกล Wide Area Networks (WAN)
    • 29. โครงสร้างเครือข่าย ท้องถิ่น Local Area Network Structure
    • 30. โครงสร้างเครือข่ายระยะไกล Wide Area Network Structure