โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์ และโครงสร้างของระบบปฏิบัติการ

ใบงานที่ 9
โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์  และโครงสร้างของระบบปฏิบัติการ

1.             การขัดจังหวะ หรือการอินเตอร์รัปต์ หมายถึงอะไร จงอธิบาย

นิยมใช้ในระบบมาก ซึ่งซีพียูยังคงปฏิบัติโปรแกรมหลักปกติ แต่เมื่อใดก็ตามที่มีสัญญาณมากระตุ้นที่ขาขัดจังหวะของ Z-80 (มี สองขา คือ INT และ NMI) และทำคำสั่งใดคำสั่งหนึ่งเสร็จก็จะกระโดดไปยังโปรแกรมย่อยของโปรแกรมบริการขัดจังหวะ ซึ่งโปรแกรมนี้ จะเขียนขึ้นเพื่อตอบสนองต่ออุปกรณ์ต่างๆที่ร้องขอมา เมื่อเสร็จก็จะกระโดดกลับไปยังโปรแกรมหลักตามเดิม

2.             จงเปรียบเทียบการอินเตอร์รัปต์ กับการดำเนินชีวิตของมนุษย์โดยทั่วไป ว่ามีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร

การดำเนินชีวิตของมนุษย์ก็จะเป็นเรื่องของงานอาจจะมีการสื่อสารกันผิดพลาดบ้างบางครั้ง  แต่ถ้าหากผู้ที่สั่งงานหรือผู้ที่รับคำสั่งเข้าใจในคำสั่งก็จะทำให้งานถูกต้องตามต้องการ และการอินเตอร์รัปต์บางครั้งถ้าอุปกรณ์ใดร้องขอขัดจังหวะมาซีพียูอาจจะตอบสนองหรือไม่ตอบสนองก็ได้ซึ่งการบังคับให้รับการตอบสนองหรือไม่นี้ คือการควบคุมการขัดจังหวะ

3.             สาเหตุที่การป้องกันฮาร์ดแวร์ มีบทบาทสำคัญต่อระบบปฏิบัติการที่รองรับหลายๆ งาน อยากทราบว่าเป็นเพราะอะไร จงอธิบาย

ข้อผิดพลาดหลายอย่างมักจะตรวจสอบได้โดยฮาร์ดแวร์ ซึ่งสามารถควบคุมได้โดยระบบปฏิบัติการ ซึ่งจะทำการจัดการข้อผิดพลาดนั้นไป

4.             จงเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างโหมดการทำงานของผู้ใช้ กับโหมดการทำงานของระบบมาให้พอเข้าใจ

คือ โหมดที่ผู้เข้าใช้งานจะเลือกใช้ตามลักษณะที่ผู้ใช้ต้องการทำ  โหมดการทำงานของระบบคือการควบคุมการทำงานต่างๆ ภายในระบบนั้นๆ

5.             ระบบปฏิบัติการจะมีการป้องกันอินพุต และเอาท์พุตอย่างไร จงอธิบาย

การควบคุมจำเป็นต้องใช้วิธีการที่หลากหลายเช่นกัน วิธีควบคุมเหล่านี้เรียกว่า ระบบย่อยอินพุต / เอาท์พุต ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ  kernel ที่แยกจากการจัดการหน่วยความจำที่ซับซ้อนในระบบ

6.             ระบบปฏิบัติการจะมีการป้องกันหน่วยความจำอย่างไร จงอธิบาย

ระบบปฏิบัติการที่ดีจะต้องมีการจัดการหน่วยความจำที่มีอยู่จำกัด ให้สามารถรองรับงานต่างๆ ที่จำเป็นต้องใช้หน่วยความจำจำนวนมากด้วย

7.             ระบบปฏิบัติการจะมีการป้องกันซีพียูอย่างไร จงอธิบาย

ในการประกันว่า การควบคุมจะย้ายกลับมายังระบบเสมอ แม้ว่าจะมีงานบางงานทำงานวนรอบอย่างไรไม่มีสิ้นสุด เราสามารถทำได้โดยการใช้นาฬิกาจับเวลา นาฬิกานี้จะส่งสัญญาณไปขัดจังหวะฮาร์ดแวร์ ทำให้การควบคุมย้ายกลับมาที่ระบบปฏิบัติการ ซึ่งระบบอาจจะแก้ไขข้อผิดพลาด หรือต่อเวลาให้กับโปรแกรมผู้ใช้อีกก็ได้ คำสั่งในการกำหนดค่านาฬิกาจับเวลานี้ต้องเป็นคำสั่งสงวนด้วย

8.             โครงสร้างของระบบปฏิบัติการประกอบด้วยกี่ส่วน อะไรบ้าง

มี 6 ส่วน  1.ส่วนประกอบของระบบ  2. งานบริการของระบบปฏิบัติการ  3. การเรียกระบบ  4.โปรแกรมระบบ  5. โครงสร้างของระบบ  6. เครื่องจักรเสมือน

9.             ในการจัดการกับโปรเซส ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

1.การสร้างและลบทั้งโปรเซสของระบบและของผู้ใช้   2.การหยุดและทำโปรเซสต่อไป 
3.การจัดเตรียมกลไกสำหรับการซินโครไนซ์โปรเซส   4.การจัดเตรียมกลไกสำหรับการติดต่อสื่อสารโปรเซส   5.การจัดเตรียมกลไกการแก้ไข deadlock 

10.      ในการจัดการกับหน่วยความจำ ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

1.การทำงานของอินพุต/เอาต์พุตทั้งการอ่านและเขียนลงหน่วยความจำจะจำผ่าน DMA 

2.โปรเซสเซอร์ส่วนกลาง หรือซีพียูจะอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำตลอดเวลา

11.      ในการจัดการกับแฟ้มข้อมูล ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

1.สร้างและการลบไฟล์   2.สร้างและการลบไดเรกทอรี  3.สนับสนุนการจัดการไฟล์ในรูปแบบ

เดิม ๆ ที่ผ่านมา   4.แมพไฟล์ไปยังสิ่งที่ใช้จัดเก็บข้อมูล   5.แบ็คอัพหรือสร้างไฟล์สำรอง 

12.      ในการจัดการกับอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

1.การจัดการหน่วยความจำที่รวมทั้งบัพเพอร์ ,แคช และสพูล  2.อินเทอร์เฟซพื้นฐานของดีไวซ์ไดร์เวอร์ 
3.ไดร์เวอร์สำหรับดีไวซ์ที่มีรูปเฉพาะ 

13.      ในการจัดการกับหน่วยความจำสำรอง เช่น ดิสก์ ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

1.จัดการเนื้อที่ว่างบนดิสก์    2. จัดการตำแหน่งจัดเก็บข้อมูล ที่อาจจะกระจัดกระจาย แต่เมื่อมีการใช้งานจะต้องทำงานได้เร็ว โดยจะมีพอยเตอร์ชี้ไปยังกลุ่มข้อมูลเดียวกัน  3. การจัดแบ่งเวลาการใช้ดิสก์

14.      จงสรุปงานบริการของระบบปฏิบัติการมาพอเข้าใจ

ระบบปฏิบัติการเป็นผู้จัดสภาพแวดล้อมให้โปแกรมทำงาน โดยให้บริการต่างๆ แก่โปรแกรมและผู้ใช้ระบบ ระบบปฏิบัติการต่างๆ มักมีการให้บริการที่แตกต่างกัน แต่จะมีส่วนหนึ่งที่เหมือนกันเพื่อให้ความสะดวกต่อผู้ใช้หรือผู้เขียนโปรแกรม ในการทำงานต่างๆ ให้ง่ายและรวดเร็ว

15.      ในการติดต่อระหว่างโปรเซสกับระบบปฏิบัติการ จะเกี่ยวข้องกับกลุ่มงานใดบ้าง จงอธิบาย

การซินโครไนซ์และการส่งสัญญาณ และการส่งผ่านข้อมูลระหว่างโปรเซส