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GEF 435Principes des systèmes d’exploitation
Le matériel des ordinateurs Revue Pt I(Tanenbaum 1.4)
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Revue
• Quelle sont les deux vues des SE?• Nommez des types de SE:
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Synopsis
• Les composantes d’ordinateur • Processeurs
Parties d’un processeurTypes de processeurModes d’opération
• Types de mémoire
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Composantes
• Un SE est lié intimement avec le matériel sur lequel il opère
Monitor
Bus
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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...
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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
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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
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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 . . .
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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
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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
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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!
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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
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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
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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
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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
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Types de Mémoires
• Disques magnétiquesDeux ordres de grandeur moins dispendieux que RAMTrois ordres de grandeurs plus lent
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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
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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
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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
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Quiz Time!
Questions?