Координация работ исполнительных элементов (арифметико-логических устройств, регистров и т.п.), страница 6

Ввода-вывода – разделяет команды на работу с памятью и внешними устройствами ввода.

ТИПЫ ДАННЫХ

Числовые

          Целые

          Вещественные

          Комплексные

Нечисловые

          Символьные (ASCII, UNICODE) – символ кодируется 7 битами,8-ой запасной или не используется. UNICODE: 1 символ – 16 бит программы.

          Логические (булевые) – 0 и 1. все что не ноль – истина.

          Указатели и массивы. Указатели – тип данных, показывающий адрес в памяти.

          Битовые – набор флагов.

Работа с нечисловыми данными реализуется программами.

СТАНДАРТ IEEE 754 ДЛЯ ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ

1010*2⁴ – двоичная система счисления.

1010 – мантисса

2⁴ – экспонента

Если степень двойки ≤127, нули подписываются перед мантиссой и получается число меньше 1.

Первая единица в мантиссе не хранится, но она есть всегда.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОД

 5₁₀ = 0000 0101₂

-5₁₀ = 1111 1011₂

Сумма равна нулю в любом представлении. Получить отрицательное число можно, заменив все нули на единицы и в конец прибавить 1.

ДРОБНЫЕ ЧИСЛА С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ

5₁₀   = 0000 0101₂

4₁₀   = 0000 0100₂

 

20₁₀  = 0001 0100₂

 

1/4₁₀  = 0.010 0000₂

1/8₁₀  = 0.001 0000₂

1/32₁₀ = 0.000 0100₂

КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА

Порядок: Real-Imag.

МОДЕЛИ ПАМЯТИ

Байт

Слово. Машинное слово – разрядность процессора. Слово программное равно 16 битам.

Выровненные данные:

	0	1	2	3
0	dword
4	word
8	char
16	dword

Не выровненные данные:

	0	1	2	3
0	dword
4	word		char	dword_начало
8	dword_продолжение
16

Порядок байтов:

Число: 0xA1B2C3D4

Порядок от младшего к старшему (little-endian)	0xD4	0xC3	0xB2	0xA1
Порядок от старшего к младшему  (big-endian)	0xA1	0xB2	0xC3	0xD4

УРОВЕНЬ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

ОБЗОР

1.  Виртуальная память

2.  Управление процессами

3.  Драйвера устройств – изолируют программиста от других программных средств.

Проблемы работы с физической памятью: ограниченность и незащищенность. Ограниченность преодолевалась постоянной загрузкой/выгрузкой данных. У физической памяти нет регламента по ее использованию программами – незащищенность.

Виртуальная память предоставляет свое адресное пространство (4Гб для современных процессоров) для каждого процесса. Виртуальная память решает проблемы физической памяти.

ПРОБЛЕМЫ ВИРТУАЛЬНОЙ ПАМЯТИ

1. Загрузка и выгрузка страниц на жестких дисках. Проблема когда это делать. Во время работы или по мере необходимости.

2. Проблема фрагментации возникают из-за первой проблемы. Появление свободного неиспользуемого пространства памяти.

3. Сегментация скорее не проблема, а решение. Сегмент – это область пространства, в котором лежат данные одного типа. Сегментация – это деление памяти на сегменты.

СТРАНИЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ

 – метод решения проблемы загрузки/выгрузки страниц.

Адрес физич.страницы

Адрес вирт.страницы

                            Адрес страницы                    Смещение внутри

                                                                                  страницы

          Если бит присутствия равен единице, значит, данная страница есть в памяти.

Если бит присутствия равен нулю, тогда процессор генерирует прерывание; дальше действует процедура обработки прерывания. Страница может быть выгружена в жесткую память или не создана. Операционная система подгружает нужную страницу с жесткого диска.