1 1. 1.1. Allmät om opetivsystem Någ iledde eflexioe om odbuk, pogm- och mskiv, motiv och metmotiv fö opetivsystem komme hä. Sist i kpitlet fis ett exempel på (vetikl) mikopogmmeig. 1.1.1. Mski- och pogmv Ett opetivsystem bestå v de mski- och pogmv som bedöms behövs fö ll ktivitete i ett dtosystem. Det fuge som e gässitt mell "de k mskie" och tillämpig. Tillämpig k v pogm som ä skiv v (slut)väd i godtycklig pogmspåk elle systempogm som kompiltoe, itepettoe, läkigspogm, editoe, 'debugges', dtbshtee, föstehtee och kommuiktiossystem. I måg kitektue, dock ite i RISC, fis mskiistuktioe elle udeliggde ite opetioe (miko-subutie) som ä ikopoede på iititiv v opetivsystemkostuktöe. Äve om m i huvudsk täke sig opetivsystemet som pogmv så sli odbuket lite så tt äve dess fuktioe buk sägs igå i opetivsystemet. I mikopogmmeb system ä det ju också möjligt tt plce del v opetivsystemet i mikokod efteåt. Somlig äk (dock) mikokode till mskiv. De fuktioe som bedöms behövs fö ll tillämpig, obeoede v spåk, sotes lltså v kovetio i ude htte opetivsystem. 1.1.2. Vfö stude opetivsystem? Följde ledig, föutom de tt opetivsystem (OS) ä ett väldefiiet delomåde iom dtoveteskpe, k fös. i. I e del situtioe k befitlig system behöv modifies. God käedom om llmä picipe fö omådet gö dett möjligt. ii. Ju me bekt ett vektyg ä, desto lätte ä det tt väd. iii. Opetivsystemet ä ett viktigt utvädeigskiteium v system ifö tex iköp. iv. Slutlige stöte vi på begepp och picipe som bstktioe, esushteigsmetode och säkehetsfågo som k h me llmägiltigt itesse. 1.1.3. Motiv fö opetivsystem Opetivsystem fis v mist te skäl; bekvämlighet, effektivitet, säkehet: De k tillsmms säg utgö gude fö pålitlig ('depedble') dtoised bebetig. i. De bstktioe (bstkt dttype, 'exteded type objects') som ett opetivsystem ebjude gö väddet v dtosystemet ekle ä om de ite fs. ii. Ett opetivsystem ge i llmähet också ett bätte mskiutyttjde ä e dto ut opetivsystem skulle ge. iii. Slutlige fis säkehetsfågo som htes bäst v ett opetivsystem. 1.1.4. Odbuk Uttycket opetivsystemet A k vse två föhållde. Somlig vse det gässitt som systemet ebjude i fom v sylig opetioe (fuktioe) uttyckt i desss sytx ( utseede) och semtik ( betydelse); d täke sig e koket implemeteig v opetioe. Eftesom smm fuktioe k fmställs på olik sätt så k fle implemeteig sv mot e specifiktio. Det fis tex måg olik koket eliseig v opetivsystemet Uix. De exkt fmställige k v vgöde tex fö systemets effektivitet äve om de omlt ite ä sylig utåt.
2 1.2. Exte ttibut Det ytte sysättet på ett opetivsystem vse de gudläggde bstktioe som ett system elise och hu dess k väds. 1.2.1. Abstktioe I skeet v de huvudsklig igediese i ett dtosystem; pocessoe (cpu-e), mie, sekudämie och kommuiktioskle, ä det tuligt tt de bstktioe som föekomme ä de som utgå få dess: Vi tl om i. ktiv pogm med tillhöde dt som pocesse, ii. del v miet som segmet elle bstkt dttype, iii. lågtidslgde ehete på sekudämie som file och iv. sekvese v i/ut-symbole som 'stems'. Abstktioe buk dels i i subjekt och objekt. Subjekte utgös v de ktiv del i systemet, tex pocesse, fuktioe och istuktioe, med objekte ä de elemet som subjekte opee på, tex file, temile och kle. All subjekt betkts smtidigt som objekt eftesom subjekt själv k v föemål fö opetioe som utfös v d subjekt. Ibld stöte m på beämige vituell mski. Begeppet h två slik tolkig. De e (llmä) bestå i tt defiie begeppet som "de k mskie" tillsmms med de pogmmede objekt som ett opetivsystem implemete. De d (få IBM) ä det föhållde tt ett 'cotol pogm' ('vitul mchie moito') edst åstdkomme e simuled mågfld v "k mskie". Tke med dett ä (v) tt ku kö fle opetivsystem smtidigt på vsi vituell mski ovpå e eell mski; tex vid övegåg få ett opetivsystem till ett ytt. De ödvädig tidsmultiplexeige som ligge som bs fö dett ä också e gudfuktio i de flest opetivsystem. Lite modee m på kompoete i smm d ä 'micokeel' och 'hdwe bstctio lye'. 1.2.2. Avädig Utifå sett väds opetivsystem på två sätt: Vi op (systemop) få pogm/pocesse elle vi itektiv kommdo. Aope buk v åg fle ä kommdo, me kommdo buk lltid h e ekvivlet som systemop. Någ olik klsse v utföb fuktioe/tjäste (metopetioe, ytte opetioe) fmgå v följde tbell Klss Exempel i pocesshteig stt pocesse B ä A ått till pukt P ii mieshteig tilldel me mie till e dtstuktu iii filhteig läs få fil till e i miet iv i-- och utmtig läs få tgetbod v kommuiktio skick ett meddelde få dto A till B vi tidshteig stt e pocess kl 12:00 vii dmiisttio t 'bck-up' v filsystemet I måg tillämpig å m dess fuktioe idiekt vi bibliotek, 'mcos' elle systempogm tex editoe, 'shell', kompiltoe, itepettoe, föstesystem och dtbssytem. Ett opetivsystem tjästgö lltså som ett gässitt mell mskiv och tillämpige ve sig de see ä ett systempogm elle ett vädpogm. Exempel:. Ett X c S c i emcs tolks v dett systempogm som i si tu gö ett op till opetiv- systemets filhteigsdel, b. ett op pit i ett C-pogm gå till e bibliotektsuti som i si tu op opetivsystemets i/o-del, c. e ccept-sts i Ad kompiles till systemop fö pocesskommuiktio, et cete.
3 1.3. Fuktiolitet Ett opetivsystem k beskivs/defiies v de fuktioe det ts utfö, vd det ä täkt tt väds fö och i teme v de histoisk utecklige. 1.3.1. Gudfuktioe Dess k fomules i följde kvlist. Opetivsystemet sk: i. Skp, övevk och t bot pocesse ( ktiv pogm). ii. Tilldel och vlloke esuse; fysisk tex pimämie och logisk tex file. iii. Ge skydd, säkehet och tillfölitlighet. iv. Ombesöj dtutbyte mell olik pogm elle mell pogm och väde. v. T hd om vbott och 'tps'; klls ibld 'exceptios'. Opetivsystemet ktives edst vi vbott och 'tps'. - Avbott ä de syko hädelse som uppstå då e ytte ehet vill påkll uppmäksmhet v pocesso, då de ytte ehete h fullgjot si uppgift och lltså ä edo fö e y tsktio, elle v e 'time', som k ses som e ytte ehet med e ed uppgift: tt geee vbott med fix fekves. - Ett 'tp' som ä e eltivt pocesso syko hädelse k ede skps v e 'tp'- istuktio (klls ibld 'supeviso cll', svc) elle v ett fel; fösök tt exekve e pivilegied istuktio i 'use stte', fösök tt divide med 0, fösök tt skiv i skyddt mie, mm. Olik pocessoe h mycket olik "felvillko". Systemop slut i e 'tp'- istuktio obeoede v om de h e pssig till omvälde med hjälp v 'mcos', biblioteksutie elle väds diekt. Någ v de vligste "tillstådsövegåg" med vbott och 'tps' viss i figu 1.1. Övegågstype 1. ist 2. est 3. ix 4. ist 5. ix 6. ix 7. ist F 1 4 6 A S 2 7 3 5 I/O OBS. "Retue" viss ite Figu 1.1 Avbott och 'tps' A = vädepocess S = sevice (divese) F = felhtee I/O = i/utmtee Nomlt i OS E öveggåg k v - explicit (e) elle implicit (i) - syko (s) elle syko () - vbott (x) elle 'tp' (t) Fö de og/e: E sk kllstt ä de tedje oske till tt opetivsystemet ktives. De vidts ä systemet iitilstts, efte tt h vit fåslget. 'Softwe iteupts' ä pogmvbott oskde v os-utie, som övefö kotolle till pltse som k ges vi systemop; tex vid imtig v C c. 1.3.2. Type v opetivsystem E klssificeig v opetivsystem k utgå få olik gude. i. Täkt vädigsomåde. Reltidsopetivsystem. Dess väds bl fö pocesstyig, dtismlig och expeimetstyig, sk 'hd el time', och fö dtbsutviig och i tsktiossystem, sk 'soft el time'. De viktig spekte ä hä tt systeme och tillämpig växelvek med e omgivig som bestå v ytte pocesse med giv tidskostte som k v kot (millisekude) elle låg (å) och tt svstide få pogm vi opetivsystemet måste uppfyll de exte kv som följe v dess fö tt systemet övehuvudtget sk fuge.
4 'Job shop' system. De d huvudtype ieftt stsvisbebetde system och itektiv e- elle flevädsystem. Hä ä iklighete på vektyg viktig. Hstighete ä e smkfåg; ite e bsolut ödvädighet fö koekt systembeteede. De flest system v de typ ä idg itektiv (visvi mäisko), me fö viss syfte k sk stsvisbebetde system fotfde v fuktioellt imlig; tex utskift v kotosldo e gåg pe måd. ii. Give mski- och pogmkofigutio. Distibuede. Fle pocessoe elle dtoe smmkoppls vi kommuiktiosmedie, tex buss, lokl ät elle 'wide e etwoks', och det fis ett fö ll mskie geemsmt opetivsystem som ge e exte illusio v ett ed sbbt och tillfölitligt dtosystem i vilket väd obeoede v v de sitte h tillgåg till ll esuse i systemet ovsett plts. Cetlisede. All kotoll och ll dt smlde på e mski beståede v pocesso, mie, skivmie, kle och ytte ehete. iii. Fuktioell m. Itektiv. Pogm växelvek med väde ude köige. 'Embedded'. Växelvek ä (i huvudsk) iktd mot fysiklisk ehete; bil, fbike, osv. 'Btch'. Stsvis bebetig i vilke ige itektio föekomme. Ett exempel på ett distibuet, 'embedded' eltidssystem ä teleätets växl. Ett exempel på ett itektivt, cetliset 'job shop' system ä e pesodto. 1.3.3. Histoik Någ viktig histoisk höpele (med mycket gov tidsgivelse) ä följde. - Biäkodig och biäldde, c 1945. Dtoe ködes ut ågot som helst udestöd i pogmv. Pogmmeig ske i begyelse med hdgiplig kopplig. M k hävd tt dett vädigssätt v itektivt. - 'Assembles', i/o pogm och 'debugges', c 1950. Symbolisk mskispåk, llmät tillgäglig divutie fö i- och utmtig och felsökigshjälpmedel gö si eté. - Bibliotek, "högivåspåk" (tex Fot), septkompileig, elokeig och läkig, c 1955. Speciellt bestod dåtides bibliotek v utie fö beäkig v mtemtisk fuktioe. - Stsvisbebetde ('btch') system, c 1957. Hä släpps de diekt itektioe mell väde och dto. Pogmmee och opetöe ä ej läge smm idivide. Jobbe defiies v pogm och dt som stss på hålkot och som läses i och kös v opetivsystemet. Kompileigslistig och beäkde esultt pesetes vlige i skive fom på dskive. - Kövisbebetde system ('spoolig'), c 1960. E geeliseig v stsvisbebetige som väde vced buffig på skivmie v sekvetiell jobb. Spool = Simulteous peiphel opetios o lie. DMA-kle och god vbottsystem gv föutsättig. - Multipogmmede 'btch' elle 'spoolig' system (OS/360), c 1962 (födöjt). Smtidig köig v fle jobb ök mskiutyttjdet. Smtidighete iebä tt ett jobb som vät på tex i/utmtig tillfälligtvis åsidoläggs till dess tsktioe ä kl. Ude vätetide kös ett t jobb. Ekl fome v miesskydd utveckls. - Tidsdelde system ('time shig') och eltid ('el time'), c 1962. Tidsmultiplexig v esuse, ikl cpu, ä tuligtvis e cetl tekik, me det itesst v og i ll fll tt itektivitet åteifödes (på höge ivå).
5 Ett exempel: Tidsdelde, itektiv Bsic-system. De v mycket populä ude e tid. Ett t: Reltidsystem fö styig v ett oljeffidei. - Multics 1965 -- 1972. OS-omådets mest iflytelseik system/pojekt. Ite ågo sto kommesiell fmgåg, me fåg ä om ågot system geeet så måg y idée som dett, tex hiekiskt filsystem, 'shell'-pogmmeig, pocesshteig, segmeteig, igskydd, implemeteig i högivåspåk, mm. I llt väsetligt ett tidsdelt system. - Uix, 1969 --. E få böj "stippd" vit v Multics fö e itektiv evädmiljö (på e PDP-7). Fick sto spidig bl pg tt källkode distibuedes äst gtis till uivesitet. - Flepocessosystem 1970 --. Fle cpu-e del (efee smm) mie. Tke ä tt åstdkomm bätte pestd och stöe tillfölitlighet. Expeimet med sk vektomskie fö umeisk beäkig; Σ i i b i, så tt fö vje podukt det fis e ALU. - Dtoät; Ap 1965, Etheet 1976. Kommuiktio (mh file) öve sto elle små vståd ä divkfte. Elektoisk post (emil) v ite ett v de täkt tillämpig vid specifiktioe v Apätet. - Distibuede system, böj v 80-tlet. Systeme utyttj dtoät me uppftts utifå mh opetivsystemet som e ehet; 'vitul uipocesso'. Uppdelige v exekveig och lgig ä helt tspt fö väde och sköts v ett sk distibuet opettivsystem. Ett stot foskigsomåde idg. I de flest kommesiell systeme dels b filsystemet; m få ett sk 'etwok opetig system'. - Abetssttioe och pesodtoe, böj v 80-tlet, med föstesystem och måg d 'utilities'. De föst betssttioe Xeox Alto få 1974 blev ite så spidd. - Widows NT, 1993, OSF/DCE,.... Idg ö foskige iom omådet bld t säkehet, 'o uifom memoy mgemet', 'memoy cosistecy', 'file cchig', 'emote pocedue clls', mm. Det buk t så dä 5-10 å i e del b idée å kommesiell sttus. Utvecklige iom tidsdelde system, dtoät och pocessokitektue h smvekt och smvek fö tt ge distibuede system, som i si tu ccetue behov v y säkehetsfuktioe och eltidsegeskpe som tex pediktebhet. 1.4. Ite ttibut E pocess stå fö ett pogms beteede, dvs ä e ktivitet. Ett pogm ä e text; e sttisk ehet. I ett system fis vlige fle pocesse smtidigt, dvs det ä fle som böjt me (äu) ite vslutts. 1.4.1. Pocesstillståd Pocesse h olik tillståd ude si livstid. Följde ä de mest bsl; i e del system dels de upp i udeodde tillståd. Beämig Kkteistik E: Exekvede, 'uig',' executig' Pocesse kös på ågo cpu R: Redo, 'edy,' 'scheduled' Pocesse skulle ku kös om tillgåg till cpu fs (me ll pocessoe ä upptg v d exekvede pocesse)
6 B: Blocked, 'blocked', 'suspeded', 'witig' Pocesse k ite kö däfö tt de vät på ågo esus (cpu: udtge) som fö tillfället ite fis tillgäglig, tex e upptge i/o ehet, e sykoiseigssigl, utymme i miet elle e fil som ågo pocess hålle på tt skiv på. Dett tillståd buk dels upp i deltillståd; ett pe väteosk. F: Födöjd, 'delyed' Pocesse ä "iktived" i vät på ett visst klockslg. Tillstådet k i ågo må ses som e vit v B, me säbehdls v pktisk skäl i måg system 1.4.2. Tillstådsövegåg Ude e pocess' livscykel föekomme tillstådsövegåg: Övegåg och beämig Beskivig R E 'disptchig' Opetivsystemet k osk de övegåg då e pocesso bli ledig pg tt e exekvede pocess bli kl elle blockes E R 'peemptio' Opetivsystemet k gö de då e pocess med höge pioitet ä de exekvede läde till R få B elle då e pocess' sk tidskvtum gått till äd och de åteplces i tillståd R E B 'suspesio' Osks v de exekvede pocesse själv då de begä e esus, tid elle sykoiseigssigl som de fö tillfället ite k få B R 'schedulig' Opetivsystemet gö de då vätevillkoet ite läge föeligge Tillstådsövegåg iities lltid v vbott/'tps' och effektues v de modul i opetivsystemet som klls kä ('keel', 'ucleus'). Sist istuktioe i vje pogm ä (sist } i ett C-pogm elle ed. i Pscl kompiles till) e tp-istuktio ('pocess ed'). Tidstyd 'peemptio' elises vi e 'time', som geee vbott med fix fekves, tex v 10:e ms. Figu 1.2 vis i digmfom tillståde och tillstådsövegåg. 1 2 R 3 5 4 E 6 Tillståde ä R = edo ('edy') E = exekvede ('uig') B = blocket ('witig') B Övegåg ä 1. Pocesse läde 2. Pocesse kös igåg ('disptchig') 3. Pocesse uppehålls tillfälligtvis ('peemptio') 4. Pocess blockes ('suspesio'); självoskt 5. Pocesse schemläggs ('schedulig') 6. Pocesse vsluts; självoskt Figu 1.2 Pocesstillståd(sövegåg)
7 1.4.3. Egeskpe Ett opetivsystem kkteises (bld t) v följde. - Pllellism ('cocuecy'). Dett betyde tt det fis fle pocesse som påböjt me ite vslutt si exekveig och utgö e logisk beskivig elle implemeteig v de veklighet som ett dtosystem simule. Ett pllellt system v sekvetiell pocesse (de flest i bsche kll dett lite oiktigt fö "pllell pocesse": pocesse i sig ä ju ite pllell!) uppstå. - Automtisk, dvs opetivsystemkotolled, esushteig. E esus k v:. Åtevädb elle kosumeb. Exempel: Pocesso espektive sykoiseigssigl. b. Exklusivt kotolled elle delb. Exempel: Skive espektive mie som b läses (tex eett pocedu). c. Fysisk (mskiv) elle logisk (pogmmed). Exempel: Skivmime espektive fil och pocsesso espektive pocess. Vje esus dels i i ehete (esuse mie bestå tex v ehete sk 'block'). Resustype påvek opetivsystemets hteig v esuse. - Delig. Betyde tt ett objekt igå i fle subjekt. K v ede s delig v esus som ite ä exklusivt kotolleb elle elises vi tidsmultiplexeig v esuse. - Multiplexeig implemetes ede vi tulig delig elle vi 'peemptio'. Någ tekike ä. 'Multi pogmmig'; cpu och mie dels mell fle pocesse. b. 'Multi ccess'; hel dtosystemet dels v fle (itektiv) väde. c. 'Multi tskig'; cpu dels mell fle smtidig pocesse. d. 'Multi pocessig' stå fö tt dtosystemet h fle (håt kopplde) cpu-e! E viss begeppsföviig åde ä det gälle dess egeskpe, så se upp ä du läse d böcke, mule osv. - Itektivitet. E egeskp som tillfedställe systemutveckle (och d). K v vlägse, 'emote', vi tex dtoät. - Lågtidslgig vi objekthtee, filsystem elle dtbssystem. - Kommuiktio i (it) och mell (ite) system. Både vd vse kommuiktio pocesse emell och vd vse kommuiktio mell pocesse och väde. - Säkehet mot vsiktig itåg elle ovsiktlig felktighete. Det övegipde målet ä tt kostue pålitlig ('depedble') system. Delomåde ä tillfölitlighet, feltoles, skydd, eduds, tillgäglighet, bekvämlighet, sbbhet, mfl. 1.4.4.'Policy/mechism' M buk del upp fuktioe i ett opetivsystem på dett sätt. Mekism. Ge sv på fåg 'Hu?' Fuktioe bö v sbb, fix, säk och ts väds oft ( miko - millisekudsitevll). 'Policy'. Ge sv på fåg 'Vd?'. K vie få stud till, väds säll (sek) och ä ite lik säkehetskäslig.
8 Aledige till uppdelige ä tt m vill åstdkomm bsthede föeklig både ä m beskive systemet och ä m kostue det. Policy defiie de situtiospssde spekte, med mekisme k betkts som e e utvidgig v e "ke mski". Mekisme h oft elisets i mikopogmfom elle tom i ext mskiv. Gäse mell opetivsystemet och mskiv ä, som sgts, flytde. 1.4.5. Nödvädig mskiv Fö tt imlig, dvs bekväm, skyddde och effektiv, opetivsystem sk ku byggs bö de mest cetl mekisme fis i mskiv. Vligt ä tt följde igå. - Avbottshteig och 'tps', iklusive 'supeviso cll'. - Reltidsklock. Avbyte med fix fekves tex v 10:e ms. - Pivilegiede (skyddde) istuktioe; tex fö i/o och HALT. - Miesskydd mell pogm ikl opetivsystemet som smtidigt fis i miet. Pocessoe se dock mycket olik ut i dess vseede. E del (RISC) iehålle ett miimu v fuktioe, d (CISC) h omfttde fuktioe; e del system ä så omfttde tt opetivsystem- kä, dvs mekisme fö pocess-, mies- och skyddshteig, k sägs fis i mskiv elle i mikopogm. Eftesom e del pocessoe som ä/v vlig i PC helt skde tex miesskydd i mskiv så uppstod plåg med vius och msk, så st dess PC ikopoedes i de sto system de få böj ite v täkt tt väds i. Aledige v tt ige ville implemete miesskydd i pogmv; det skulle bli fö ieffektivt. 1.4.6. Skiktd kitektu. Abstktiosivåe Ett sätt tt hte komplexitete i ett opetivsystem ä tt specifice fuktioe hiekiskt odde och tt bygg elle lyse skikte äst obeoede v vd: Ju me fudmetl e fuktio ä desto me åtkomlig måste de v. Exempel: PSOS, Povbly Secue Opetig System. Skikte 1, 2 och 3 och 5, 6, och 7 "sys ej" fö väde v opetivsystemet. Skikte 0, 1, 2, 3, och 4 ä mskiv. 0. 'Cpbilities'. Ett bssätt tt desse. 1. Fysiskt mie och egiste. 2. Avbott och 'tps'. 3. Reltidsklock. 4. Mskiistuktioe. 5. Pimitiv i/o. 6. Systempocesse. 7. Sididelig v pimämiet. 8. Vituellt mie. 9. Abstkt dttype. 10. Ktlogsystem fö file. 11. Avädobjekt. 12. Avädpocesse. 13. Pocedue. 14. Aväd i/o. 15. Avädes omgivig och m. 16. Kommdotolk ('shell'). Måg teme och begepp ä (kske)obekt hä. De komme tt få si föklig ude kuses gåg. Dessutom ä det ju b ett exempel. E ekle skiktig utgös v i. Mskiv. ii. Pocesshteig. iii. Mieshteig. iv. I- och utmtig. v. Filhteig.
9 De see skiktig ä dock mide lämpd fö e opetivsystemkostuktö, eftesom tex skikte ii. och iii. kkteises v ie ömsesidig beoede: E exekvede pocess måste tex h tillgåg till pimämie, med miet htes v e pocess. Det ä just e såd cikulitet m vill udvik med e me ädmålselig skiktidelig (om det gå). Skiktig och bstkt dttype ä ite smm sk. E bstkt dttyp k iehåll fle skikt och olik types skikt k itefolies. Ett system ä säll eodlt hiekiskt. Ett tedje fmställigssätt viss i figu 1.3. A v ä d e A v ä d - p o g m S y s t e m - p o g m O P E R A T I V S Y S T E M File Pocesse i/o-ehete Mie Nät O S - k ä Avbottsoch 'tp'- hteig Seviceutie Aktuto ('Disptche') M s k i v. Mie Disk Pocesso(e) Pot Nät M s k i v. Figue vis stuktue v ett dtosystem och (åg v) opsväg. E ktiv ehet (subjekt) i ett skikt behdls v udeliggde skikt som ett pssivt objekt (e dtstuktu) och som e tjäst få öveliggde. 1.4.7. Systemgeeeig Figu 1.3 Opetivsystemövesikt De flest opetivsystem ä kostuede fö tt ku väds till olik mskikofigutioe; olik tl pocessoe, me elle mide mie, olik ytte ehete och ätslutig mm. Det system som levees (vlige på disk elle bd) måste psss fö de ktuell kofigutioe. Vlige ske dett utifå kompilede objektmodule vi ett speciellt pogm; systemgeeto (sysge). Dett tillåte mskiopetöe tt ge elevt pmeteväde, som lgs i tbelle i systemet. Systemgeeeige ske vlige edst vid levees och då mskikofigutioe äds. Då geeeige ä kl fis ett köbt (läkt och iitiet) opetivsystem lgt på disk vi k botse få pogmmet sysge. Fö tt stt opetivsystemet, dvs ldd i [del v] dett till pimämiet och övefö kotolle till dess sttpukt, ske e sms 'boot stp'-pocess. Följde sekves ä typisk.
10 Nä mskie slås till utfös utomtiskt ett om-lgt [miko]pogm (e elemetä divuti, kske 100 bytes stot) som läse i ett ldd-pogm få e fix plts på diske ('boot secto'). Dett pogm läse i si tu i ett pogm som läse i opetivsystemet. Smm pocess väds fö tt kö sysge. 'Bootig' k bli ödvädigt om systemet "häge sig", vilket k ske pg tt det tuligtvis som ll d pogmsystem iehålle felktighete (som ite k åtgäds v systemet ut ytte igepp). Med hjälp v opetivsystemet skps ll d systempogm som kompiltoe, editoe etc och sed väds eg pogm. 1.5. Vetikl mikopogmmeig; HP21MX Miidto 21MX få Hewlett-Pckd lsedes i mitte v 70-tlet. De exoge kitektue v mycket vlig fö si tid. Itesste v tt de mski v e v de få som tillät dymisk mikopogmmeig få vädivå; levetöe tillochmed uppmutde dett. 1.5.1. Styehete &c Pimämiet. 16 bits mskiod väds geomgåede. Adesse ä i uspugsutfödet 16 bit, dä e bit väds fö tt idike idiekt desseig, vfö högst 32K kude desses. I see vesioe utökdes de fysisk dessymde till 1M od vi e MMU. Ekelt miesskdd i fom v ett 'fece egiste' vädes. Aitmetisk/logisk ehet. De vlig fixpuktsopetioe fs. Flyttlsopetioe implemetes i mikopogm. A- och B- egiste ä (de pimä) ckumultoe; dtegiste. I/utsystemet iehålle två obeoede DMA-kle och smvek med vbottssystemet. Styehete ä äst fullstädigt geomgåede mikopogmmed. Viss opetioe utfös visselige diekt v mskiv, med de iities lltid vi mikopogm. Mskie ä byggd ut e 16 bits systembuss; S-busse. E T- och e i/o- buss igå dessutom. IR ä istuktiosegistet; 16 bit. Mikopogmmet fö hämtfse lg ktuell istuktio i dett egiste geom tt ldd miesdessegistet MAR, elle M i HP:S temiologi, få pogmäke P och iitie e läsopetio i pimämiet. Miesdt hm i miesdtegistet MDR, elle T ('tsfe') i HP:s temiologi. Opetioskode väds fö tt (idiekt, viss ite i figue) t fm desse till mikopogmmet fö ktuell istuktio. Efte det tt e istuktio exekvets utfös e etuistuktio i mikopogmmet vs ieböd ä tt sätt mikopogmäke i CSAR till hämtfses sttdess 0. Mikoistuktioe läses ut få stymiet till dtegistet CSDR som vkods fö tt geee stysigle till de gid som i figue illustes med pil. (CS = 'cotol stoe' = mikopogmmiet.) Ett speciellt ROM som iehålle ett 'bootstp' pogm exekves då mskie stts (få fotpele). Registefile iehålle 12 stycke 'sctch egistes' S1 - S12 som mikopogmme k väd. X och Y ä idexegiste som k väds v seembleistuktioe. Registet S ä kopplt diekt till mskies fotpel; k väds som "i/o". S-busse och e 'ltch' L föde ALU: med dt. Resulttet k skifts elle otes (timetiskt elle logiskt i e 'shifte') i det lgs i ågot egiste. Till ALU: ä kopplt ett 'exted' (E) och ett 'oveflow' (O) egiste, som fuge på vligt sätt.
11 CIR, 'cetl iteupt egiste' levee klumet fö vbytde ehet. Stymiet, mikopogmmiet, bestå ev e ROM-del dä mikokode fö hämt- vbottsoch utfödefse fö de v kitektue defiiede mskiistuktioe åtefis. Restede del k istlles som ROM elle som skivbt mie (WCS, 'witble cotol stoe') fö vädes eg mikogogm. WCS k äds dymiskt ude pogmkotoll. Registet SR väds fö tt lg åtehoppsdesse vid subutihopp i mikopogm; e ivås subpogm ä möjlig med de mekism. 1.5.2. Mikopogmmeig Mikoistuktioe ä v e v fy olik type. Stoe-fältet ge v dt sk lgs få ågo v buss. S-buss fältet ge vifå dt sk hämts till S-busse. Mskie ä som syes veiklt mikopogmmed med kot odlägd (24 bit) och höggdigt kodde fomt på mikoistuktioe. Figu 1.4 vis "mikokitektue" i fom v e fö vå ädmål lämplig btktiosivå. Hä komme åg exempel på mikopogm i mikossemblefom. De ä lite föeklde. Hämtfse 0 ed ic pm p 1 i t 2 ed jtb m d Istuktio vid desse 0 iebä följde. P-egistets väde fö öve till S-busse, kös geom lu: dä det öks med ett (ic) fö tt åtelgs i P och i M (pm = P d M). Sist i de istuktio iities e läsig i pimämiet; istuktiosläsig. Nä läsige ä kl övefös (vi d 1) iehållet i T-egistet vi S-busse till IR. Sist istuktioe i hämtfse iebä tt dessdele (d) få istuktioe i IR-egistet övefös till miesdessegistet M och e y läsig stts; e läsig som vse istuktioes oped. jtb iebä tt opetioskode i IR vkods och tt mikopogmäke sätts till det väde som sv mot opetioes utfödefs, tex LDA:s. Kommet. I det veklig pogmmet ske också e test på huuvid det föeligge ett vbott. I så fll övefös kotolle till de sk vbottsfse, som kotolle vbottsoske (klumet fö vbytde ehet) och övefö kotolle till motsvde vbottshtee, som omlt fis som e del v opetivsystemet, me som tuligtvis ltetivt k mikopogmmes i de mski. Utfödefs fö LDA (lod ccumulto, A) 144 t pss t Istuktioe iebä kot och gott tt det väde som peks ut v istuktioes dessdel kopies öve till A-egistet: Det väde som just påböjdes läss i slutet v hämtfse fis u tillgägligt i T-egistet och k ut modifiktio (pss) övefös till A-egistet vi S- busse. RTN betyde etuhopp; eftesom ige tidige subutiivå i dett fll fis egisted iebä dett tt mikopogmäke ollställs och kotolle åtefös till hämtfse (fö äst istuktio).
12 Utfödefs fö memoy swp sw ed ic m mpck pss m pss s1 tb ed ic m b mpck pss m pss s2 tb wte pss tb s1 ic m wte t pss tb s2 De istuktio fs ite i stddutfödet v mskie. De epesete lltså vd m skulle ku kll ett mikopogm på vädivå. Pogmmet byte ut iehållet i två miescelle vs desse fis i A- espektive B-egistet. S1 och S2 väds som temoäe. Opetioe mpck betyde tt kotoll ske så tt ite miesskyddt omåde äds. wte stå tuligvis fö e skivopetio i miet. tb övefö iehållet i tige A, B elle T till S-busse beoede på "stybit" f (= 1 ge A) och bf (= 1 ge B). Adesse fö dett pogm defiies (vi jtb) v vld opetioskod. Ett fjäde exempel påvis hu villkolig hopp k väds. Utfödefs fö block move bmv pss s1 jmp cdx tbz out ed ic m p pss s2 tb loop ed ic m b pss s3 tb ic m s2 ic s2 s2 wte pss t s3 ic b b ic s1 s1 jmp cdx tbz js loop out t ic p p Vid op ts A-egistet iehåll egtiv vädet v det tl od som sk flytts, egiste B iehålle blockdese vifå od sk flytts och destitiosdesse ges/peks ut v det od vs dess fis i P-egistet (i odet efte "opde" mskiistuktio, lltså). 1.5.3. Mikopogmmebhet Följde pogmv fis fö utvecklig v eg mikopogm. - E ssemble så tt mikokod k skivs på symboliskt fomt eligt ov. - E 'debug edito' fö uttestig v mikopogm. - E opetivsystemkomptibel 'dive' fö tt pogmme WCS; mikokod som ä övestt till biä fom och lgd i e 'y' i pimämiet övefös till WCS. Det fis ett tl "ledig opetioskode" som sv mot föutbestämd pltse i 'cotol stoe' fö tt väds på mskiistuktiosivå. Tyvä, elle tuligt og, käe ite de vlig ssemble till dess, så op till mikokod måste ske vi biäkodde mskiistuktioe. Mikoistuktiostide ä (ugefä) hälfte v miets cykeltid; ett föhållde som gö tt mikopogmmee måste t häsy till 'timig', tex då dt skivs/läses till/få pimämiet.
13 15 0 0 Pimämie 32K MAR (M) P M - s k y d d MDR (T) DMA 4 st lode ROMs 4'*256 bits I/O kot CIR ei, mm C I/O b u s s F o t p e l S-buss IR 12 0 CSAR Mikopogm mie SR Klock, Ök med 1 S1 S2.. S12 X Y S P B A AAF BAF Sttusbit L ALU O E 24*4K bit CSDR 23 0 Shifte Stysigle Avkode T-buss 1 2 3 4 Mikoistuktiosfomt Typ 1 = lu opetioe få s-buss till egiste Typ 2 = lg kostte Typ 3 = villkolig hopp med div. specile Typ 4 = hopp/sub-hopp 23 0 op imm. op cod jmp jmp ä e fökotig v dt d stysigl lu s-bus stoe immedite oped stoe coditio F oped oped specil specil specil modif Mikossembleistuktiosfomt 1 2 3 4 lbel lbel lbel lbel op IMM JMP/JSB JMP specil specil CNDX modif lu modif coditio stoe stoe jmp sese s-bus oped oped oped commets commets commets commets
14 Repetitio 1. Vfö stude OS? 2. Vfö OS? 1. Möjliggö modifieig 1. Ekle tt väd 2. Viktigt fö utvädeig 2. Effektive utyttjde 3. Allmä begepp 3. Säkehet 4. OS ä ett eget omåde (bld c 10 iom CS) 3. Abstktioe 4. Avädig 1. Pocesse 1. Systemop 2. Segmet (få pogm) 3. File 2. Kommdo 4. Kle (få temil) 5. Klsse 6. Kvspecifiktio 1.Filhteig OS sk 2. I- och utmtig 1. Skp, övevk och t bot pocesse 3. Pocesshteig 2. Tilldel och fåt objekt 4. Mieshteig 3. Ge skydd och säkehet och 4. Ombesöj dtutbyte 5. Kommuiktio 5. T hd om vbott och 'tps' 6. Tidshteig 7. Admiisttio 7. Avbott vs 'tps' 8. Type v OS Asykot vs sykot 1. Reltid Avbott:. ht; pocesstyig. Ytte ehete b. st; tsktiossystem b. 'Time' 2. 'Job shop' 'Tps':. stsvis. Istuktio (svc) b. itektiv b. Fel K v: cetlisede elle distibuede ENDA SÄTTEN ATT 'AKTIVERA' OS tex vi e sk vbottsvekto 9. Histoik 10. Pocesse (1945 - ) 1. Tillståd 1. Ig hjälpmedel - Exekvede (E) 2. 'Assembles', 'debugges', 'dives' - Redo (R) 3. Högivåspåk, bibliotek och läkig - Blockede (B), födöjd (F) 4. Stsvis ('btch') 2. Övegåg 5. Kövis ('spoolig') - R -> E; 'disptch' 6. Multipogmmeig - E -> R, 'peempt' 7. Tidsdelig och eltid - E -> B, 'susped' 8. Flepocessosystem - B - > R, 'schedule' 9. Dätoät 10. Abetssttioe (och PC) 11. Distibuede system 12. Multimedi 11. OS-egeskpe 12. Viktig mskiv 1. Pllellism 1. Avbottsystem 2. Automtisk esushteig 2. 'Time' 3. Delig 3. Miesskydd 4. Multiplexeig 4. Pivilegiede istuktioe 5. Lågtidslgig 5. Nätveksfuktioe 6. Kommuiktio 7. Säkehet 13. Mikopogmmeig