Операционные системы многопроцессорных компьютеров

Таймеры в блоках ввода/вывода имеют один вход.Поддержка перезапуска. Это требует перезагрузки для восстановления исходного состояния всех систем на компьютере. Система может выполнить жесткую загрузку, восстанавливая все компоненты системы в исходное состояние (во время загрузки).Мягкая загрузка только частично инициализирует процессор.Операционная система должна иметь доступ к информации о конфигурации системы MP. Существует два способа передачи этой информации операционной системе: минимальный способ, который позволяет определить конфигурацию путем выбора одного из нескольких предсказуемых наборов значений аппаратного обеспечения, и максимальный способ, который позволяет более гибко подходить к проектированию аппаратного обеспечения, используя произвольные настройки.Особенности BIOS системы MPU. В зависимости от мультипроцессорных компонентов системы MPU, BIOS может иметь следующие функции:- AP спит.- Инициализация контроллеров APIC и других компонентов MPU.- Создание таблицы конфигурации для системы MP.4. Операционные системы для работы с многопроцессорными системамиОперационная система (ОС) - это базовый набор компьютерных программ, которые обеспечивают пользовательский интерфейс, управляют аппаратным обеспечением компьютера, работают с файлами, вводят и выводят данные, запускают прикладные программы и инструменты. Важной характеристикой операционной системы является отсутствие или наличие поддержки многопроцессорности - мультипроцессорности. Многопроцессорность создает сложности для всех алгоритмов управления ресурсами. Внедрение функций поддержки многопроцессорной обработки в операционные системы сегодня является обычным делом. Эти функции доступны в Solaris 2.x от Sun, Open Server 3.x от Santa Crus Operations, OS/2 от IBM, Windows NT и NetWare 4.1, а также Windows 7. Многопроцессорные операционные системы можно разделить на асимметричные и симметричные в зависимости от того, как организован вычислительный процесс в системе с многопроцессорной архитектурой.Асимметричная операционная система работает исключительно на одном из процессоров системы и распределяет прикладные задачи между другими процессорами.Симметричная операционная система полностью децентрализована, использует весь набор процессоров и распределяет их между системными и прикладными задачами.Это функции, связанные с управлением только одним типом ресурсов - процессором. Важное влияние на внешний вид операционной системы в целом оказывают свойства других подсистем управления локальными ресурсами - подсистемы управления памятью, управления файлами, управления вводом-выводом. Характеристики операционной системы также проявляются в том, как она выполняет сетевые функции: распознавание и перенаправление запросов к удаленным ресурсам сети, ретрансляция сообщений по сети и выполнение удаленных запросов. Выполнение сетевых функций включает задачи, связанные с распределенной природой сетевого хранения и обработки данных: хранение справочной информации для всех доступных ресурсов и серверов в сети, адресация взаимодействующих процессов, обеспечение прозрачности доступа, репликация данных, тиражирование копий и поддержание безопасности данных.Основные понятия часто упоминаются при описании операционной системы.Основные понятия включают:- Методы построения ядра операционной системы;- Как построена операционная система;- Наличие нескольких прикладных сред;- распределенный аспект операционной системы.В зависимости от того, как построено ядро операционной системы, оно делится на:- Монолитность (Windows, Linux - мы можем сами собрать ядро, включая модули и драйверы, которые считаем целесообразным включить);- Микроядро (QNX).Большинство операционных систем используют монолитное ядро, которое компилируется как единая программа, работающая в привилегированном режиме, используя быстрый переход от одной процедуры к другой без переключения из привилегированного режима в пользовательский.Альтернативой является создание операционной системы на основе микроядра, которая работает в привилегированном режиме и выполняет только минимальные функции управления оборудованием, в то время как функции операционной системы более высокого уровня выполняются специальными компонентами операционной системы - серверами пользовательского режима.Недостатком является более медленная работа операционной системы, поскольку она часто переключается из привилегированного режима в режим пользователя.Преимущество заключается в том, что операционная система является более гибкой: ее функции могут быть расширены, изменены или уменьшены путем добавления, изменения или удаления серверов пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и все пользовательские процессы.Создание операционной системы на основе объектно-ориентированного подхода позволяет операционной системе использовать все преимущества, которые были доказаны на уровне приложений, а именно:- накопление успешных решений в виде стандартных объектов, возможность создания новых объектов на основе существующих через механизм наследования- хорошая защита данных благодаря инкапсуляции данных во внутренние структуры объекта, что предотвращает несанкционированное использование извне,- структурированная система, состоящая из набора четко определенных объектов.4.1 API Windows 32В настоящее время общедоступны две версии API. Первая называется Win16 и является 16-битной версией, используемой в Windows 3.1. Вторая, 32-битная версия называется Win32 и используется в Windows 95 и Windows NT. Win32 является супермножеством Win16 (т.е. по сути содержит этот интерфейс), так как большинство функций имеют одинаковое название и используются аналогичным образом. Хотя эти два интерфейса в принципе похожи, они отличаются друг от друга. Win32 поддерживает 32-битную линейную адресацию, в то время как Win16 работает только с 16-битной сегментированной моделью памяти. Это привело к тому, что некоторые функции были модифицированы, чтобы принимать 32-битные аргументы и возвращать 32-битные значения. Некоторые из них пришлось модифицировать для 32-битной архитектуры. Была реализована поддержка многопоточности, новые элементы интерфейса и другие новые усовершенствования Windows. Поскольку Win32 поддерживает 32-битную адресацию, логично, что целочисленные типы данных (intergers) также должны быть объявлены как 32-битные. Это означает, что переменные типа int и unsigned будут иметь длину 32 бита, а не 16 бит, как в Windows 3.1. Если необходимо использовать 16-битную переменную или константу, она должна быть объявлена короткой. (Ниже мы покажем, что для этих типов определены независимые имена tipedef). Следовательно, при переносе кода из 16-битной среды необходимо убедиться, что элементы целого числа, которые автоматически расширяются до 32 бит, используются правильно, что может привести к побочным эффектам.Еще одним следствием 32-битной адресации является то, что указатели больше не нужно объявлять ближними и дальними. Каждый указатель может обращаться к любой ячейке памяти. В Windows 95 и Windows NT константы near и far должны быть объявлены пустыми (с помощью оператора #define).4.2 Разработка приложения Windows на основе языка СИ++Чтобы создать программу на C++, нам нужны как минимум две вещи: текстовый редактор для ввода кода и компилятор для преобразования кода в приложение. Для компиляции нам понадобится консоль или терминал. Однако существует более удобный способ - использование различных сред разработки или IDE. Обычно они включают встроенный текстовый редактор, компилятор, позволяющий скомпилировать и запустить программу одним щелчком мыши, и множество других вспомогательных функций.Для программирования под Windows самой популярной средой разработки для языка C++ является Visual Studio. Эту среду можно найти на сайте https://www.visualstudio.com/ru/vs/. Она доступна в нескольких изданиях. В частности, вы можете использовать бесплатную и полнофункциональную редакцию Visual Studio 2017 Community.Покажите первую программу и определите простой код в файле Hello.cpp, который выводит строку в консоль:1234567#include                // подключаем заголовочный файл iostream intmain()                          // определяем функцию main{                                   // начало функции    std::cout << "Hello World!";  // выводим строку на консоль    return0;                       // выходим из функции}       ЗаключениеХарактеристики других подсистем управления локальными ресурсами - управление памятью, управление файлами, подсистемы управления вводом-выводом - также оказывают существенное влияние на внешний вид операционной системы в целом и на удобство ее использования в конкретной области.Список литературы1. Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов;под ред. С. Гуна, Х. Уайтхауса, Т. Кайлата. - М:Радио и связь, 1989г. -471с.2. К. Эрглис "Открытые модульные многопроцессорные информационно-измерительно-управляющие системы"// Открытые системы. -1995г. -№2. с. 57-61.3. Е. Ленгрен "Сетевые ОС для SMP-платформ"// Открытые системы. -1995г. -№2. с. 16-19.4. А. А. Мячев "Спецификация многопроцессорных систем компании Intel"//Открытые системы. -1995г. -№3. с. 56-63.5. /Ассоциация пользователей ОС UNIX/"Развитие архитектур баз данных"//Открытые системы. -1995г. -№2. с. 4-11.6. Применение интегральных микросхем памяти;под ред. А. Ю. Гордонов, А. А. Дерюгина. -М:Радио и связь, 1994г. -230с.7. Приложение B