Аппаратная поддержка мультипрограммирования

1. АППАРАТНАЯ ПОДДЕРЖКА МУЛЬТИПРОГРАММИРОВАНИЯ

Студент группы 5901
М.Н. Тупикин
«10» марта 2017 года

2. Введение

Аппаратные средства поддержки мультипрограммирования
имеются во всех современных процессорах. Но, несмотря на
различия в их реализации, для большого количества процессоров эти
средства имеют общие черты.

3. Цель работы

• Изучить аппаратную поддержку мультипрограммирования на
основе процессора Pentium , а именно, из чего она состоит и что из
себя представляет.

4. Задачи

• Рассмотреть какие бывают регистры процессора;
• Рассмотреть какие бывают привилегированные команды;
• Разобраться в средствах поддержки сегментации памяти;
• Рассмотреть, что собой представляет виртуальное адресное
пространство, а так же преобразование адресов;
• Узнать какие бывают средства вызовов процедур и задач;
• Рассмотреть механизм прерываний, а так же совместную
работу кэшей разного уровня.

5. Регистры процессора

Регистры процессора - внутренние ячейки процессора, которые
служат для хранения информации с практически мгновенным
доступом.

6. Привилегированные команды

Эти команды управляют системными функциями, например,
загрузкой системных регистров и они могут выполняться только
на нулевом уровне привилегий (т.е. когда CPL = 0).

7. Средства поддержки сегментации памяти

Средства поддержки механизма виртуальной памяти в
процессорах Pentium позволяют отображать виртуальное
адресное пространство на физическую память, максимальный
размер которой определяется разрядностью адресов при работе
с оперативной памятью

8. Виртуальное адресное пространство

Виртуальный адрес (virtual address) — это адресное
пространство, которое приложение использует для ссылки на
память.

9. Преобразование адресов

Механизм отображения преобразовывает виртуальный адрес,
который представлен селектором, находящимся в одном из
сегментных регистров, и смещением, извлеченным из
соответствующего поля машинной инструкции, в линейный
физический адрес.

10. Средства вызова процедур и задач

Вызов процедуры отличается от запуска задачи тем, что в
первом случае виртуальное адресное пространство задачи остается
тем же (таблица LDT остается прежней), а при вызове задачи это
адресное пространство полностью меняется.

11. Механизм прерываний

Прерывания представляют собой механизм, позволяющий
координировать параллельное функционирование отдельных
устройств вычислительной системы и реагировать на особые
состояния,
возникающие
при
работе
процессора.

12. Совместная работа кэшей разного уровня

Разные виды кэш-памяти вступают «в игру» на разных этапах
обработки запроса к основной памяти. В зависимости от того,
насколько удачно для запроса сложилась ситуация с попаданиями
в кэш-память разного типа, время его выполнения может
измениться в десятки раз.

13. Заключение

Таким образом, процессоры семейства Pentium обладают
развитыми механизмами, необходимыми для организации
мультипрограммного режима.

14. Вывод

Можно увидеть, что существует множество различных видов
процессоров, виды привилегированных команд; что собой
представляет виртуально адресное пространство и преобразование
адресов. Также становятся понятны средства вызовов процедур и
задач и механизм прерываний; и была изучена совместная работа
кэшей разного уровня.

15. Спасибо за внимание!