PB001: Uvod do informačních technologií Luděk Matýska Fakulta informatiky Masarykovy univerzity podzim 2015 Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 1/19 Q Přerušení Q Systém souborů Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Úvod do informačních technologií podzim 2015 /19 • Operační systémy obecně reagují na asynchronní udalosti (events) • Přerušení: mechanismus, jak přerušit vykonávanou práci na základě externí příčiny (nějaké události) Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 3 / 19 Přerušení Význam přerušení • Podpora 1/0 • Problém v programovém vybavení • Neautorizovaný přístup • Nelegální instrukce nebo operandy • Požadavek počítačem řízeného systému • Zásah operátora • Výpadek hardware Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 4 / 19 Přerušení • Přerušení od časovače (přeplánování procesů, timeout, . ..) • Přerušení od periferie (klávesnice, myš, síťová karta, ...) • Přerušení z procesoru (dělení nulou, chybná operace, .. .) Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 5 / 19 Přerušení I -Yincipy přerušení • Přerušíbéh aktuálního programu • Nutno uložit stav • a zapamatovat místo návratu • Více zdrojů a příčin přerušení • Nutno rozlišit typy (příčinu) přerušení • Nutno zapamatovat zdroj přerušení Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 6 / 19 Přerušení sluha přerušení a Obsluha přerušení realizována v kernelu • Zajištění serializace • Bezpečnost • Vyvolá tzv. přepnutí kontextu Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 7 / 19 • Maskovaní přerušení • dočasné a trvalé • možná ztráta přerušení/události • Priorita přerušení/obsluhy • Základní tři úrovně: • Nemaskovaná přerušení: vyšší priorita • Aktuálně zpracovávané přerušení • Maskovaná přerušení: nižší priorita Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 8 / 19 Přerušení • Polling = opakované dotazování (na stav/událost) • Možná alternativa pro některá přerušení • Zaměstnává procesor • Může zůstat v uživatelském prostoru Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 9 / 19 Systém souborů 9 Základní funkce: • Vytvoření souboru • Ctění a psaní z/do souboru • Odstranění (smazání) souboru • Spuštění souboru (soubor=program) • Podpora na úrovni operačního systému Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 10 / 19 Systém souborů • Hierarchické systémy: • Kořen (root) • Adresáře jako speciální typ (meta)souboru: drží informace o souborech, nikoliv jejich vlastní data • Databázové systémy: • Soubory (nebo jejich části) jako položka v databázi • Bohatší množina operací • Složitější implementace Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 11 / 19 Systém souborů • Posloupnost bytů - vnitřní struktura pro OS neznáma • Posloupnost záznamů (records) • Strom - každý uzel má vlastní klíč Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 12 / 19 yp a prístup Systém souborů • Typy souborů (v UNIXovém OS) • Řádné: běžné soubory • Adresáře: udržení hierarchické struktury • Speciální: přístup ke konkrétnímu zařízení (/dev/mouse, /dev/audio, /dev/lp); speciální /proč systém • Blokové: náhodný přístup na základní úrovni (/dev/hd, /dev/kmem) • Přístupové metody; příklady: • Sekvenční • Náhodný (random) o Indexsekvenční (není v běžném UNIXu) Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 13 / 19 Systém souborů Možné typy • Souvislé • souvislé posloupnost bloků (složitá alokace, plýtvání místem) • Provázaný seznam: • každý blok odkazuje na další (může růst, vyšší režie - pro ukazatel, složitý náhodný přístup) • Indexové: • Např. FAT (File Allocation Table) v MS DOSu • Tabulka pro všechny bloku na disku • Provázány odkazem na další blok daného souboru • inodes Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 14 / 19 Systém souborů Struktura - inodes • Podobné indexové organizaci • Pevná délka tabulky pro každý soubor • Kratší soubory adresovány přímo • Pro delší soubory alokována další tabulka • Tabulky provázány hierarchicky (1., 2. a 3. úroveň) • Flexibilní, malá režie Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 15 / 19 Systém souborů Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Úvod do informačních technologií podzim 2015 16 / 19 Systém souborů 1 O v XI i j byste m y sou Doru se zurnaiovanim • Problém interní konzistence informací uvnitř systému souborů • co se stane při výpadku proudu či nečekaném zhroucení operačního systému • Riziko nekonzistentních dat při postupném zápisu • část dat nebo metadat není ještě zapsána o Klasické řešení: fsck • procházení všech datových struktur v systému souborů • nalezenia oprava nekonzistencí (zpravidla několik průchodů) • velmi pomalé pro velké systémy souborů • Alternativa: zapsat zvlášť prováděné změny a teprve poté je skutečně realizovat • úspěšný zápis všech dat a metadat vede ke smazání údajů journaled file systém • V případě výpadku se použijí tato data na zajištění interní konzistence systému souborů Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 17 / 19 Systém souborů • V tabulce • Bitový vektor • Provázaný seznam • Většinou zpracovávány podle FCFS (First Come First Served) Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 18 / 19 yrovnavaci parne Systém souborů • Obecně přístup pro skrytí zpoždění(latence) • Nejčastěji používané bloky/soubory uloženy v paměti • Pouze pro čtení (snazší) nebo i pro zápis • Problém: konzistence při přístupech/zápisech z více míst • Základní typy • Write-through: okamžitě po zápisu i na disk • Write-back: až po určité době (30 s) Luděk Matýska (Fl MU) PB001: Uvod do informačních technologií podzim 2015 19 / 19