Computer-System Organization

系統開機或重新開機 :

1 . Bootstrap Program :

  • Bootstrap Program 存在 ROM 或者 firmware(韌體)中

  • 他會起始系統所有現象 例如: CPU register.....

2 . Bootstrap Program 找到OS kernel，並載入 Memory
3 . Kernel 開始執行，等待事件發生

軟、硬體與OS溝通 :

  • Interrupt:

一件事件發生後，OS 會接收硬體發出來的 Interrupt

  • Cmd (command)

OS也可以下一些command 給硬體做一些動作

  • System call

OS 與 應用程式 的溝通介面 ， OS接到應用軟體的system call ，會通知硬體作業些事情

  • Signal

OS用signal告訴應用程式哪些事情已經發生了

OS Operations :

A . AP2 送出 system call 給 OS 告訴 OS 他需要讀取資料

B. OS收到後傳送 CMD (1) 給硬體，較硬碟讀取資料

C. 為了不讓CPU閒著，做context switch 給 AP1，因此CPU做AP1 ，同時，硬碟做AP2

D. 硬體讀取完後，放到Buffer (2)，硬體透過DMA把資料傳送到Memory裡面 (3)

E. 資料搬完後，硬碟傳送 interrupt 給 OS ，表示完成任務(4)

F. OS收到後把AP2設成ready，OS就會選擇比較重要的程式執行

Common Functions of Interrupts

Interrupt Vector Table:

  • 儲存在memory裡面，OS 初始化會產生這個table

  • 這個 table 就是一個 array of pointer ，這些pointer指向 interrupt service routine (ISR)

  • 每個陣列的 index 都是裝置號碼

  • 處理中斷時，要disable所有的interrupt，因為沒有這樣做程式會非常難寫

  • 要把CPU中斷之前的狀態完整的存下來

EX:第2號中斷....

Step 1: 用IDTER找出Interrupt Vector Table 起始點，並往下數找到2號

Step 2: 要執行2號時，電腦系統會disable所有的interrupt

Step 3: 軟體硬體合作將CPU的狀態儲存起來

Step 4: 執行 ISR，CPU 把控制權直接跳到pointer指的地方

Step 5: 執行完後控制權再給OS

Q : Interrupt Vector Table 空間有限 ，但硬體卻很多怎辦 ?

Ans : use vectored interrupt + polling

可能好幾個device共用

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