Samenvatting Operating systems
Objectives:
Functionality / objectives of an OS
Why interrupts are essential in an OS
How computer hardware works together and interacts with the OS
Hoorcollege 1 inleiding
Definitie van een operatingssystem:
Een programma dat tussen de gebruiker en de hardware in zit.
• Gemakkelijk maken dingen te doen voor de gebruiker
• Gemakkelijk gebruik maken van de recourses.
• Hardware zo efficiënt mogelijk inzetten
Uitgelegde definitie van een operating system:
Resource allocator
* Houdt controle over alle recourses.
* Efficiënt afwegen van taken, maar wel zorgen dat alles aan de beurt komt. Scheduling.
Computer systemen zijn opgedeeld in 4 componenten:
Hardware, Operating system, applicaties en Users
wat moet een Operating system doen: Ligt aan waarvoor het moet gaan dienen
* Voor gebruikers: moet makkelijk te gebruiken/good performance zijn.
* Gedeelde computers als manframe of minicomputers moeten alle gebruikers tevreden houden
* Workstations gebruiken vaak gedeelde resources vanuit servers.
* Mobiele computers zijn geoptimaliseerd voor gebruiksvriendelijkheid en batterijduur
* Embedded computers hebben weinig tot geen interface nodig. (bijvoorbeeld in auto)
De kernel is het programma wat altijd draait op een computer de rest is een system of user programma.
Control program / manager
* controle houden en zorgen dat er geen foutmeldingen voorkomen.
* beschermen van mogelijke invloeden van de gebruiker. (rechtstreeks dingen doen op IO)
Verschillende termen:
Proprietary = wat de leverancier meelevert, closed source.
non-proprietary = niet meegeleverd, research, open source.
unix-like of niet unix (linux)
Bootstrap
programma die opstart bij het opstarten of rebooten van de OS.
staat opgeslagen in de ROM of EPROM en wordt ook wel firmware genoemd.
Laad de system kernel en start execution.
,Interrupts
Een operating system is interupt driven:
“Als er iets gebeurd, moet jij iets gaan doen”.
----- interrupt service routine ----
* IO devices kunnen naast elkaar draaien door de CPU. Hebben allemaal eigen buffer.
* CPU doet eigenlijk niks anders dan data van memory verwisselen van de lokale buffers.
* Een trap of exeception is een software gegenereerde interrupt als gevolg door een error of user
request.
Hoe wordt een interupt afgehandeld:
Polling = Interrupt service routine moet bepalen wat de source was van de interrupt.
Vectored interrupt system = device die interrupt genereert geeft al aan bij de processor welke
interrupt service routine er gebruikt moet worden
Synchroon I/O structuur = als de I/O start wordt de controle pas terug gegeven aan de user als de I/O
klaar is.
Asynchroon I/O structuur = Nadat de I/O gestart is, krijgt de gebruiker al controle zonder te hoeven
wachten voor het helemaal klaar is.
, Opslag
Opslag hierarchy door de volgende onderdelen: snelheid, kosten, volatility (wisselvalligheid) en grootte.
Caching= informatie kopiëren naar een sneller niveau van opslaan.
Main memory = waar de CPU mee werkt. (computer gaat uit dan is de memory leeg)
Secondary storage = uitbreiding van de main memory, harde schijf of SSD.
opslag capaciteit weinig bovenaan naar veel onderaan.
Snelheid hoog bovenaan en lager onderaan.
nar beneden is steeds verder weg van de CPU.
Caching:
kopieert informatie van langzaam naar een snel type geheugen.
Als een CPU dus informatie nodig heeft gaat deze dus eerst kijken in de
cache of deze informatie al eerder gebruikt is, en nog in de cache staat
ja? Rechtstreeks uit de cache gebruikt.
nee? Moet het in de cache geladen worden.
Cache management is een design probleem want hoe groot maak je dit nou.
DMA = direct memory access. Dit kan direct naar het geheugen kan schrijven.
CPU zegt tegen device controller dat er iets geschreven moet worden en kan dit doen door middel van DMA.
Geeft een interrupt terug als het klaar is.
Multitask omgevingen moeten altijd de meest recente versies van de data gebruiken. Hiervoor wordt de
volgende hierarchy gebruikt.
Processor
Symmetric multiprocessor = iedere processor eigen taak.
Asymmetric Multiprocessor = meerdere processoren alle taken.
Figure 2 Symmetric multiprocessor Figure 1 Asymmetric multiprocessor
Response time / reactijd zal altijd onder de seconde moeten zijn.
Virtualisatie = applicatie draaien binnen een andere OS
Objectives:
Functionality / objectives of an OS
Why interrupts are essential in an OS
How computer hardware works together and interacts with the OS
Hoorcollege 1 inleiding
Definitie van een operatingssystem:
Een programma dat tussen de gebruiker en de hardware in zit.
• Gemakkelijk maken dingen te doen voor de gebruiker
• Gemakkelijk gebruik maken van de recourses.
• Hardware zo efficiënt mogelijk inzetten
Uitgelegde definitie van een operating system:
Resource allocator
* Houdt controle over alle recourses.
* Efficiënt afwegen van taken, maar wel zorgen dat alles aan de beurt komt. Scheduling.
Computer systemen zijn opgedeeld in 4 componenten:
Hardware, Operating system, applicaties en Users
wat moet een Operating system doen: Ligt aan waarvoor het moet gaan dienen
* Voor gebruikers: moet makkelijk te gebruiken/good performance zijn.
* Gedeelde computers als manframe of minicomputers moeten alle gebruikers tevreden houden
* Workstations gebruiken vaak gedeelde resources vanuit servers.
* Mobiele computers zijn geoptimaliseerd voor gebruiksvriendelijkheid en batterijduur
* Embedded computers hebben weinig tot geen interface nodig. (bijvoorbeeld in auto)
De kernel is het programma wat altijd draait op een computer de rest is een system of user programma.
Control program / manager
* controle houden en zorgen dat er geen foutmeldingen voorkomen.
* beschermen van mogelijke invloeden van de gebruiker. (rechtstreeks dingen doen op IO)
Verschillende termen:
Proprietary = wat de leverancier meelevert, closed source.
non-proprietary = niet meegeleverd, research, open source.
unix-like of niet unix (linux)
Bootstrap
programma die opstart bij het opstarten of rebooten van de OS.
staat opgeslagen in de ROM of EPROM en wordt ook wel firmware genoemd.
Laad de system kernel en start execution.
,Interrupts
Een operating system is interupt driven:
“Als er iets gebeurd, moet jij iets gaan doen”.
----- interrupt service routine ----
* IO devices kunnen naast elkaar draaien door de CPU. Hebben allemaal eigen buffer.
* CPU doet eigenlijk niks anders dan data van memory verwisselen van de lokale buffers.
* Een trap of exeception is een software gegenereerde interrupt als gevolg door een error of user
request.
Hoe wordt een interupt afgehandeld:
Polling = Interrupt service routine moet bepalen wat de source was van de interrupt.
Vectored interrupt system = device die interrupt genereert geeft al aan bij de processor welke
interrupt service routine er gebruikt moet worden
Synchroon I/O structuur = als de I/O start wordt de controle pas terug gegeven aan de user als de I/O
klaar is.
Asynchroon I/O structuur = Nadat de I/O gestart is, krijgt de gebruiker al controle zonder te hoeven
wachten voor het helemaal klaar is.
, Opslag
Opslag hierarchy door de volgende onderdelen: snelheid, kosten, volatility (wisselvalligheid) en grootte.
Caching= informatie kopiëren naar een sneller niveau van opslaan.
Main memory = waar de CPU mee werkt. (computer gaat uit dan is de memory leeg)
Secondary storage = uitbreiding van de main memory, harde schijf of SSD.
opslag capaciteit weinig bovenaan naar veel onderaan.
Snelheid hoog bovenaan en lager onderaan.
nar beneden is steeds verder weg van de CPU.
Caching:
kopieert informatie van langzaam naar een snel type geheugen.
Als een CPU dus informatie nodig heeft gaat deze dus eerst kijken in de
cache of deze informatie al eerder gebruikt is, en nog in de cache staat
ja? Rechtstreeks uit de cache gebruikt.
nee? Moet het in de cache geladen worden.
Cache management is een design probleem want hoe groot maak je dit nou.
DMA = direct memory access. Dit kan direct naar het geheugen kan schrijven.
CPU zegt tegen device controller dat er iets geschreven moet worden en kan dit doen door middel van DMA.
Geeft een interrupt terug als het klaar is.
Multitask omgevingen moeten altijd de meest recente versies van de data gebruiken. Hiervoor wordt de
volgende hierarchy gebruikt.
Processor
Symmetric multiprocessor = iedere processor eigen taak.
Asymmetric Multiprocessor = meerdere processoren alle taken.
Figure 2 Symmetric multiprocessor Figure 1 Asymmetric multiprocessor
Response time / reactijd zal altijd onder de seconde moeten zijn.
Virtualisatie = applicatie draaien binnen een andere OS
