Расскажите, какие имеются форматы данных и команд.
Команда ЭВМ представляет собой код, определяющий операцию вычислительной машины и данные, участвующие в операции. В явной и неявной форме команда содержит также информацию об адресе, по которому помещается результат операции, и об адресе следующей команды.
По характеру выполняемых операций можно выделить следующие группы команд:
¨ команды арифметических операций для чисел с фиксированной или плавающей запятой;
¨ команды десятичной арифметики;
¨ команды передачи данных (MOV AX, 0FFFh);
¨ команды операций ввода/вывода (IN, OUT);
¨ команды логических операций (AND, OR, NOT);
¨ команды передачи управления (управление циклом – LOOP, условные переходы – JAE, JB);
¨ команды задания режима работы машины и др.
Вместе с тем, для упрощения аппаратуры и повышения быстродействия ЭВМ длина формата команды должна быть по возможности короче, укладываться в машинное слово или полуслово. Решение проблемы выбора формата команды значительно усложняется в микропроцессорах, работающих с коротким словом.
Современные ЭВМ позволяют совершать операции над целыми и вещественными числами разной длины. Это вызвано чисто практическими соображениями. Во избежание такого неоправданного расхода памяти введены соответствующие форматы данных, отражающие представление в памяти ЭВМ чисел разной длины. Например, в зависимости от размера целого числа, оно может занимать в памяти 1, 2, 4 и более байт.
Размер (байт) Название формата
1 Короткое целое
2 Длинное целое
4 Сверхдлинное целое
8 Расширенное целое
Многообразие форматов данных требует усложнения архитектуры как устройства управления (резко возрастает число команд в языке машины), так и арифметико-логического устройства, в частности, регистровой памяти. Теперь регистры должны уметь хранить, а само арифметико-логическое устройство – обрабатывать данные разной длины.
Для операций с разными способами адресации и разными форматами данных необходимо введение различных форматов команд, которые по-разному задают местонахождение и количество операндов, и, естественно, имеют разную длину. Для широко распространённых сейчас двух адресных ЭВМ это такие форматы команд:
регистр – регистр (RR);
регистр – память, память – регистр (RX);
регистр – непосредственный операнд в команде (RI);
память – непосредственный операнд в команде (SI);9
память – память, т.е. оба операнда в основной памяти (SS).1
Многообразие форматов команд и данных позволяет писать более компактные и эффективные программы на языке машины, однако, как уже упоминалось, сильно усложняет центральный процессор ЭВМ.
II часть
- Сформулируйте управление процессами. Фоновые процессы.
Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления процессами. Процесс (или по-другому, задача) - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой единицу работы, заявку на потребление системных ресурсов. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.
Состояние процессов
В многозадачной (многопроцессной) системе процесс может находиться в одном из трех основных состояний:
ВЫПОЛНЕНИЕ - активное состояние процесса, во время которого процесс обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором;
ОЖИДАНИЕ - пассивное состояние процесса, процесс заблокирован, он не может выполняться по своим внутренним причинам, он ждет осуществления некоторого события, например, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого процесса, освобождения какого-либо необходимого ему ресурса;
ГОТОВНОСТЬ - также пассивное состояние процесса, но в этом случае процесс заблокирован в связи с внешними по отношению к нему обстоятельствами: процесс имеет все требуемые для него ресурсы, он готов выполняться, однако процессор занят выполнением другого процесса.
В ходе жизненного цикла каждый процесс переходит из одного состояния в другое в соответствии с алгоритмом планирования процессов, реализуемым в данной операционной системе.
В состоянии ВЫПОЛНЕНИЕ в однопроцессорной системе может находиться только один процесс, а в каждом из состояний ОЖИДАНИЕ и ГОТОВНОСТЬ - несколько процессов, эти процессы образуют очереди соответственно ожидающих и готовых процессов. Жизненный цикл процесса начинается с состояния ГОТОВНОСТЬ, когда процесс готов к выполнению и ждет своей очереди. При активизации процесс переходит в состояние ВЫПОЛНЕНИЕ и находится в нем до тех пор, пока либо он сам освободит процессор, перейдя в состояние ОЖИДАНИЯ какого-нибудь события, либо будет насильно "вытеснен" из процессора, например, вследствие исчерпания отведенного данному процессу кванта процессорного времени. В последнем случае процесс возвращается в состояние ГОТОВНОСТЬ. В это же состояние процесс переходит из состояния ОЖИДАНИЕ, после того, как ожидаемое событие произойдет.
Фоновый процесс — процесс, который работает в фоне, на заднем плане. Имеется в виду, что оболочка операционной системы, которая выполняет фоновый процесс, не ждёт завершения или окончания процесса, как это происходит с обычными программами. Оболочка может запустить ещё много процессов сразу после запуска одного фонового так, что они будут выполняться одновременно. На самом деле процессы будут выполняться поочерёдно — то один, то другой, но скорость переключения между процессами слишком быстра для человеческого восприятия, поэтому нам кажется, что они выполняются одновременно. Типичными фоновыми процессами, выполняющимися в системе, являются обработчики событий и системные службы. В рамках выделенной оперативной памяти может выполняться любое желаемое количество процессов.
- Обоснуйте необходимость архивирования и сжатия файлов. Полезные команды для работы с большими файлами.
Средства сжатия данныхпредназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение за счет того, что большие группы файлов и каталогов сводятся в один архивный файл. При этом повышается и эффективность использования носителя за счет того, что архивные файлы обычно имеют повышенную плотность записи информации. Архиваторы часто используют для создания резервных копий ценных данных
Tаr
Стандартная, для UNIX, утилита архивирования. Первоначально -- это была программа Tape ARchiving, которая впоследствии переросла в универсальный пакет, который может работать с любыми типами устройств.
Shar
Утилита создания shell-архива. Архивируемые файлы объединяются в единый файл без выполнения сжатия, в результате получается архив -- по сути полноценный сценарий на языке командной оболочки, начинающийся со строки #!/bin/sh, который содержит полный набор команд, необходимый для разархивирования. Такого рода архивы до сих пор можно найти в некоторых телеконференциях в Internet, но в последнее время они активно вытесняются связкой tar/gzip. Для распаковки shar-архивов предназначена команда unshar.
ar
Утилита создания и обслуживания архивов, главным образом применяется к двоичным файлам библиотек.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 24
I часть