Perangkat lunak (perangkat lunak, perangkat lunak) - sekumpulan program yang dijalankan oleh sistem komputer. Perangkat lunak merupakan bagian yang tidak terpisahkan sistem komputer. Ini adalah kelanjutan yang logis sarana teknis. Ruang lingkup komputer tertentu ditentukan oleh perangkat lunak yang dibuat untuknya. Komputer itu sendiri tidak memiliki pengetahuan di bidang aplikasi apa pun. Semua pengetahuan ini terkonsentrasi pada program yang berjalan di komputer. Perangkat lunak (perangkat lunak, perangkat lunak) - sekumpulan program yang dijalankan oleh sistem komputer. Perangkat lunak merupakan bagian integral dari sistem komputer. Ini adalah kelanjutan logis dari sarana teknis. Ruang lingkup komputer tertentu ditentukan oleh perangkat lunak yang dibuat untuknya. Komputer itu sendiri tidak memiliki pengetahuan di bidang aplikasi apa pun. Semua pengetahuan ini terkonsentrasi pada program yang berjalan di komputer.

Semua program yang berjalan di komputer dapat dibagi menjadi tiga jenis: program aplikasi yang secara langsung memastikan kinerja pekerjaan yang diperlukan pengguna; program aplikasi program sistem yang dirancang untuk mengontrol pengoperasian sistem komputasi, melakukan berbagai fungsi tambahan, misalnya: program sistem manajemen sumber daya komputer; pembuatan salinan informasi yang digunakan; pemeriksaan kesehatan perangkat komputer; penerbitan informasi referensi tentang komputer, dll.; sistem perangkat lunak instrumental yang memfasilitasi proses pembuatan program baru untuk komputer. sistem perangkat lunak instrumental

Program aplikasi adalah program khusus apa pun yang berkontribusi pada solusi masalah dalam area masalah tertentu. Sebaliknya, sistem operasi atau perangkat lunak alat tidak secara langsung memberikan kontribusi untuk memenuhi kebutuhan akhir pengguna. Program aplikasi dapat digunakan baik secara mandiri, yaitu untuk menyelesaikan tugas tanpa bantuan program lain, atau sebagai bagian dari sistem atau paket perangkat lunak.

Editor dokumen adalah jenis perangkat lunak aplikasi yang paling banyak digunakan. Mereka memungkinkan Anda menyiapkan dokumen lebih cepat dan lebih nyaman daripada dengan mesin tik. Editor teks dapat menyediakan berbagai fungsi, yaitu: Prosesor spreadsheet Prosesor spreadsheet adalah alat yang nyaman untuk perhitungan akuntansi dan statistik. Setiap paket memiliki ratusan built-in fungsi matematika dan algoritma untuk pemrosesan data statistik. Selain itu, ada alat yang ampuh untuk menghubungkan tabel satu sama lain, membuat dan mengedit database elektronik. Sistem desain dengan bantuan komputer(CAD) atau CAD (Computer-Aided Design) adalah paket perangkat lunak yang dirancang untuk membuat gambar, desain dan/atau dokumentasi teknologi dan/atau model 3D. Di antara sistem kelas kecil dan menengah di dunia, sistem yang paling populer adalah AutoCad oleh AutoDesk. Paket domestik dengan fungsi serupa - Kompas

Editor grafis memungkinkan Anda membuat dan mengedit gambar. Editor paling sederhana menyediakan kemampuan untuk menggambar garis, kurva, mewarnai area layar, membuat label dalam berbagai font, dll. Sebagian besar editor mengizinkan Anda memproses gambar yang diperoleh menggunakan pemindai. Perwakilan editor grafis - program Adobe Photoshop, Corel Draw. Sistem manajemen basis data (DBMS) memungkinkan Anda mengelola larik informasi besar - basis data. Sistem perangkat lunak jenis ini memungkinkan pemrosesan susunan informasi pada komputer, memberikan input, pencarian, penyortiran, pemilihan catatan, pelaporan, dll. Perwakilan dari kelas program ini adalah Microsoft Access, Clipper, Paradox, FoxPro. Sistem terintegrasi menggabungkan kemampuan sistem manajemen basis data, spreadsheet, editor teks, sistem grafik bisnis, dan terkadang kemampuan lainnya. Sebagai aturan, semua komponen sistem terintegrasi memiliki antarmuka yang serupa, yang membuatnya lebih mudah untuk mempelajari cara bekerja dengannya. Perwakilan dari sistem terintegrasi - paket Microsoft Office dan mitra gratisnya Open Office.

Program sistem dijalankan bersama dengan yang diterapkan dan berfungsi untuk mengelola sumber daya komputer seperti prosesor pusat, memori, input-output. Ini adalah program penggunaan umum yang ditujukan untuk semua pengguna komputer. Sistemik perangkat lunak dirancang untuk memungkinkan komputer menjalankan program aplikasi secara efisien.

Perangkat lunak sistem dapat dibagi menjadi: Perangkat lunak dasar (perangkat lunak dasar) - seperangkat alat perangkat lunak minimum yang memastikan pengoperasian komputer. Perangkat lunak dasar meliputi: sistem operasi; kerangka operasi (teks dan grafik); sistem operasi jaringan. Layanan perangkat lunak dari program dan kompleks perangkat lunak, yang memperluas kemampuan perangkat lunak dasar dan mengatur lingkungan pengguna yang lebih nyaman - utilitas.

Sistem operasi adalah kompleks program sistem yang saling terkait, yang tujuannya adalah untuk mengatur interaksi pengguna dengan komputer dan pelaksanaan semua program lainnya. Sistem operasi dapat disebut sebagai ekstensi perangkat lunak dari perangkat kontrol komputer. Sistem operasi menyembunyikan detail interaksi kompleks yang tidak perlu dengan perangkat keras dari pengguna, membentuk lapisan di antara mereka. Akibatnya, orang dibebaskan dari pekerjaan yang sangat melelahkan dalam mengatur interaksi dengan perangkat keras komputer. Selain itu, OS-lah yang menyediakan kemampuan untuk menyesuaikan komputer: OS menentukan dari komponen mana komputer tempat ia dipasang, dan mengonfigurasi dirinya sendiri untuk bekerja dengan komponen-komponen ini. Kerang adalah program yang dirancang untuk memudahkan bekerja dengan kompleks sistem perangkat lunak seperti DOS. Mereka mengubah antarmuka pengguna baris perintah yang canggung menjadi antarmuka grafis atau tipe menu yang mudah digunakan. Kerang memberi pengguna akses file yang nyaman dan ekstensif layanan pemeliharaan. Sistem operasi jaringan adalah sekumpulan program yang menyediakan pemrosesan, transmisi, dan penyimpanan data di jaringan. OS jaringan memberi pengguna berbagai jenis layanan jaringan (manajemen file, Surel, proses manajemen jaringan, dll.), mendukung pekerjaan dalam sistem pelanggan.

Utilitas (manfaat lat.utilitas) - memperluas dan melengkapi kemampuan yang sesuai sistem operasi atau menyelesaikan tugas-tugas penting independen. Mari kita jelaskan secara singkat beberapa jenis utilitas: program kontrol, pengujian dan diagnostik program pengemas (pengarsipan) program driver program anti-virus program untuk membuat backup program informasi untuk mengelola memori, program untuk mengoptimalkan dan mengontrol kualitas ruang disk, program untuk mengoptimalkan dan mengontrol kualitas ruang disk; program komunikasi, dll.

Pemantauan, pengujian, dan program diagnostik yang digunakan untuk memeriksa fungsi yang benar dari perangkat komputer dan untuk mendeteksi malfungsi selama pengoperasian; menunjukkan penyebab dan lokasi kerusakan; program driver yang memperluas kemampuan sistem operasi untuk mengelola perangkat I/O, RAM, dll.; menggunakan driver, dimungkinkan untuk menghubungkan perangkat baru ke komputer atau penggunaan non-standar yang sudah ada; pengemas (pengarsipan), yang memungkinkan, melalui penggunaan algoritme khusus untuk mengemas informasi, untuk mengompres informasi pada disk, mis. buat salinan file yang lebih kecil, serta gabungkan salinan beberapa file menjadi satu file arsip. Penggunaan program pengarsipan sangat berguna saat membuat arsip file, karena dalam banyak kasus jauh lebih nyaman untuk menyimpannya setelah mengompresnya dengan program pengarsipan. Perwakilan dari program ini adalah WinRar dan WinZip.

Program antivirus dirancang untuk mencegah infeksi virus komputer dan penghapusan konsekuensi infeksi virus; Perwakilan dari keluarga program anti-virus - Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus. program untuk membuat salinan cadangan informasi memungkinkan Anda untuk menyalin secara berkala informasi penting terletak di hard drive komputer Anda ke media tambahan. Perwakilan program Salinan cadangan– APBackUp, pengoptimalan ruang disk Acronis True Image, dan perangkat lunak kontrol kualitas; program komunikasi yang dirancang untuk mengatur pertukaran informasi antar komputer. Program-program ini memungkinkan Anda mentransfer file dengan mudah dari satu komputer ke komputer lain dengan menghubungkan port serialnya dengan kabel. Jenis lain dari program semacam itu menyediakan kemampuan untuk menghubungkan komputer melalui jaringan telepon(jika Anda memiliki modem). Mereka memungkinkan untuk mengirim dan menerima pesan telefax. Perwakilan dari program komunikasi - Venta Fax, Cute FTP. program manajemen memori untuk penggunaan yang lebih fleksibel memori akses acak;

Alat perangkat lunak adalah program yang digunakan dalam pengembangan, modifikasi atau pengembangan aplikasi atau program sistem lainnya. Alat perangkat lunak dapat membantu di semua tahap pengembangan perangkat lunak. Menurut tujuannya, mereka dekat dengan sistem pemrograman Sistem pemrograman.

Sistem pemrograman adalah sistem untuk mengembangkan program baru dalam bahasa pemrograman tertentu. Sistem pemrograman modern biasanya memberi pengguna alat pemrograman yang kuat dan nyaman. Mereka termasuk: kompiler atau juru bahasa, kompiler atau juru bahasa, lingkungan pengembangan terintegrasi; alat untuk membuat dan mengedit teks program; perpustakaan ekstensif program dan fungsi standar; program debug, mis. program yang membantu menemukan dan memperbaiki kesalahan dalam program; perpustakaan grafis yang kuat; utilitas untuk bekerja dengan perpustakaan bawaan meja bantuan; fitur spesifik lainnya.

Penerjemah (penerjemah penerjemah bahasa Inggris) adalah program penerjemah. Itu mengubah program yang ditulis dalam salah satu bahasa tingkat tinggi menjadi program yang terdiri dari instruksi mesin. Penerjemah diimplementasikan sebagai kompiler atau juru bahasa. Dalam hal melakukan pekerjaan, kompiler dan juru bahasa sangat berbeda. Kompiler membaca seluruh program, menerjemahkannya, dan membuat versi lengkap program dalam bahasa mesin, yang kemudian dieksekusi. Seorang juru bahasa menerjemahkan dan mengeksekusi program baris demi baris. Setelah program dikompilasi, baik program sumber maupun kompiler tidak diperlukan lagi. Pada saat yang sama, program yang diproses oleh interpreter harus diterjemahkan ulang ke dalam bahasa mesin setiap kali program dijalankan. Program yang dikompilasi berjalan lebih cepat, tetapi program yang ditafsirkan lebih mudah untuk diperbaiki dan diubah. Sistem pemrograman populer - Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C. Borland C++, Borland Delphi, dll.

Saat ini, sebagian besar sistem dengan mulus bertransisi ke Web. World Wide Web mengencangkan lebih banyak aplikasi. Basis data memperoleh antarmuka pengguna berbasis web untuk menggantikan aplikasi desktop yang sebelumnya tersedia. Pada akhirnya, diharapkan bahwa pengguna akhir hanya membutuhkan browser web untuk dapat memenuhi semua kemungkinan kebutuhan perangkat lunak. Dalam hal ini, pengguna tidak peduli sistem operasi mana yang mengontrol komputer lokal, yang utama adalah keandalan dan kinerja server. (Misalnya, paket kantor Microsoft dapat diinstal di server jarak jauh daripada di sistem pengguna akhir, tetapi meluncurkan aplikasi akan secepat di PC lokal). Dengan demikian, semua program akan dapat berjalan baik secara lokal maupun jarak jauh melalui Web.

"Perangkat lunak dalam komputer" - Sistem desain berbantuan komputer (CAD) atau CAD (eng. Perwakilan editor grafis - Adobe Photoshop, program Corel Draw. Perangkat lunak aplikasi yang paling umum. Perangkat Lunak Group Fic. Sistem alat. Saat ini, sebagian besar sistem dengan mulus bertransisi ke Web.

"Pelajaran perangkat lunak" - Penulis: Guru MOU sekolah menengah No. 23 Grodinskaya Valentina Alekseevna email: [email dilindungi] Simulator (tipe bayi) Menguji buku teks elektronik. Digunakan untuk mengemas file untuk mengurangi ruang disk. Perangkat lunak alat. Penerjemah. Pembentukan literasi informasi siswa.

"Perangkat Lunak PC" - Perangkat Lunak Komputer. Perangkat komputer. Sejarah pengembangan perangkat lunak. Sistem pemrograman adalah alat untuk membuat program aplikasi. Aplikasi perangkat lunak. Program pendidikan untuk pendidikan mandiri atau dalam proses pendidikan. Orang. Paket matematika untuk perhitungan teknik yang rumit.

"Teks terjemahan mesin" - kamus komputer dan sistem untuk mesin terjemahan teks. Sistem pengenalan bentuk optik. Pertama, dengan menggunakan pemindai, Anda perlu mendapatkan gambar halaman teks dalam format grafik. Sistem pengenalan optik dokumen. Hasil pengenalan adalah simbol yang templatnya sangat cocok dengan gambar.

"Jenis perangkat lunak" - Program pendidikan termasuk buku teks elektronik, simulator pelatihan. Akses MS. Photoshop. MS Excel. Sistem pemrograman. Program profesional. MS PowerPoint. Jenis perangkat lunak. Akses MS AutoCAD. perangkat lunak sistem. Banyak pengguna memulai komunikasi mereka dengan komputer dengan permainan komputer.

"Perangkat lunak untuk komputer" - Program aplikasi yang secara langsung memastikan kinerja pekerjaan yang diperlukan pengguna; Komputer yang dirakit di pabrik dari chip, kabel, papan, dan lainnya, seperti orang yang baru lahir. Semua program yang berjalan di komputer dapat dibagi menjadi tiga kategori: Program sistem - digunakan untuk mengelola sumber daya komputer.

Mengikat

Terjemahan dan tindakan selanjutnya untuk menyiapkan program untuk dieksekusi adalah proses mengubah program yang ditulis dalam beberapa bahasa formal menjadi sistem formal lainnya - arsitektur komputer yang dapat dieksekusi (ditafsirkan). Untuk memahami proses ini, serta perbedaan yang ada di berbagai bahasa pemrograman, konsep pengikatan juga diperkenalkan waktu yang mengikat.

Binding adalah proses membangun korespondensi antara objek dan propertinya dalam sebuah program dalam bahasa formal (operasi, operator, data) dan elemen arsitektur komputer (perintah, alamat).

Waktu mengikat fase persiapan program untuk eksekusi (terjemahan, penautan, pemuatan) disebut, masing-masing, di mana tindakan ini dilakukan. Berbagai karakteristik objek yang sama (misalnya, variabel) dapat dikaitkan dengan elemen arsitektur yang berbeda pada waktu yang berbeda, yaitu proses pengikatan bukanlah proses satu kali.

perangkat lunak sistem

Kemungkinan waktu pengikatan

Saat menentukan bahasa; saat mengimplementasikan kompiler;

selama siaran, antara lain:

ketika preprocessor (macroprocessor) sedang berjalan

selama analisis leksikal, sintaksis dan semantik, pembuatan dan pengoptimalan kode;

saat menulis; selama pengunduhan program;

selama eksekusi program, termasuk: saat memasukkan modul (prosedur, fungsi); pada setiap titik dalam pelaksanaan program.

perangkat lunak sistem

Mengikat di int a,b; …a+b

Variabel tipe int adalah variabel integer dalam kata mesin dengan panjang standar (representasi integer bertanda, komplemen dua), terkait dengan bentuk representasi data yang serupa di komputer saat mendefinisikan bahasa.

Dimensi spesifik dari variabel int ditentukan oleh implementasi kompiler yang sesuai.

Nama a dapat didefinisikan dalam konstruksi seperti

#mendefinisikan 0x11FF . Dalam hal ini, nama (variabel semu) dikaitkan dengan nilainya pada fase terjemahan pertama - di preprosesor.

perangkat lunak sistem

Mengikat di int a,b; …a+b

Jika suatu variabel didefinisikan dengan cara biasa sebagai int a; kemudian pengikatan suatu variabel dengan tipe yang sesuai terjadi selama translasi (pada fase analisis semantik).

Jika suatu variabel didefinisikan sebagai eksternal (global, di luar badan fungsi), maka arti terjemahannya adalah mengalokasikan memori untuk itu di segmen data program, yang dibuat untuk modul (file) saat ini. Pada saat yang sama, pengikatan memori terdistribusi ke RAM tertentu dilakukan dalam beberapa tahap:

perangkat lunak sistem

Mengikat di int a,b; …a+b

ketika diterjemahkan, variabel terikat ke beberapa alamat relatif di segmen data modul objek (yaitu, lokasinya tetap hanya relatif terhadap awal modul).

saat menautkan, segmen data dan perintah dari berbagai modul objek digabungkan menjadi file program umum, yang merupakan gambar dari memori program. Di dalamnya, variabel sudah menerima alamat relatif dari awal keseluruhan program.

saat memuat program ke area memori tertentu, program tersebut mungkin tidak terletak sejak awal area ini. Dalam hal ini, alamat variabel yang ditentukan dalam alamat relatif dari awal modul program terikat ke alamat memori, dengan mempertimbangkan pergerakan modul program.

perangkat lunak sistem

Mengikat di int a,b; …a+b

jika program tidak bekerja secara fisik, tetapi dalam memori virtual, maka proses memuatnya mungkin agak berbeda. Modul perangkat lunak secara kondisional dianggap dimuat ke dalam beberapa ruang alamat virtual (dengan atau tanpa relokasi seluruh program dan segmen individualnya). Pemuatan program yang sebenarnya ke dalam memori sudah dilakukan selama pengoperasian program di beberapa bagian (segmen, halaman), dan pembentukan korespondensi (atau penautan) alamat virtual dan fisik dilakukan secara dinamis oleh sistem operasi menggunakan perangkat keras yang sesuai.

perangkat lunak sistem

Mengikat di int a,b; …a+b

Jika variabel didefinisikan sebagai otomatis (lokal di dalam badan fungsi atau blok), maka variabel tersebut ditempatkan pada tumpukan program:

selama translasi, dimensinya ditentukan dan perintah dibuat yang menyimpan memori untuknya di tumpukan pada saat memasuki badan fungsi (blok). Artinya, selama penerjemahan, variabel hanya dikaitkan dengan alamat relatif pada tumpukan program;

pengikatan variabel lokal ke alamatnya di segmen tumpukan dilakukan selama eksekusi pada saat memasuki badan fungsi (blok). Karena metode pengikatan ini, ada banyak "instance" variabel lokal dalam fungsi rekursif karena ada kalanya fungsi memanggil dirinya sendiri.

1 slide

Presentasi pelajaran dibuat oleh: guru ilmu komputer MKOU "Basinskaya OOSH" Gaidukova Anna Andreevna * *

2 slide

Sebuah printer; CPU; Papan ketik; Memori flash; Memantau; RAM; perangkat CD ROM. Tanpa perangkat berikut komputer tidak dapat bekerja: * *

3 slide

Tentukan kemungkinan volume media berikut menggunakan opsi jawaban yang ditunjukkan (1,44 MB, 700 MB, 120 GB, 512 MB, 4,7 GB): CD-R; DVD-R; Memori flash; Disket; Disk magnetik keras. * *

4 slide

Isi tabel * * Device Action dengan informasi (storage, input, output, processing) Processor RAM Hard disk CD-RW Keyboard Monitor Printer

5 slide

Andrey memiliki game TETRIS di hard drive komputernya. Temannya Kolya tidak memiliki permainan seperti itu. Apa yang perlu dilakukan Andrey agar Kolya bisa melakukannya sendiri komputer rumah mainkan game ini (perhatikan bahwa komputer Kolya tidak terhubung ke Internet)? * *

6 slide

* Perangkat lunak komputer Sistem operasi - memastikan fungsi bersama semua perangkat komputer dan memberi pengguna akses ke sumber dayanya menggunakan antarmuka grafis OS. Driver perangkat adalah program khusus yang mengontrol pengoperasian perangkat komputer dan mengoordinasikan pertukaran informasi dengan perangkat lain (setiap perangkat memiliki drivernya sendiri). *

7 slide

* Fungsi sistem operasi Menguji masing-masing komponen perangkat keras, memori, dan komponen perangkat keras lainnya Memasangkan program aplikasi dengan perangkat keras (program khusus - driver digunakan untuk ini) Menggunakan komputer dalam mode multiprogram (yaitu, beberapa program dapat dijalankan secara bersamaan), sementara OS memantau distribusi sumber daya internal dan urutan eksekusi perintah Untuk kenyamanan pengguna dengan komputer, antarmuka digunakan - seperangkat alat dan aturan untuk interaksi komputer dan manusia *

8 slide

9 slide

* Penginstalan sistem operasi Penginstalan OS - file sistem operasi disalin dari disk distribusi ke HDD komputer. File sistem operasi disimpan dalam memori jangka panjang pada hard drive yang disebut drive sistem. Sistem operasi, seperti program lainnya, dapat dijalankan jika berada di dalam RAM komputer. Oleh karena itu, Anda perlu mengunduh file OS dari cakram sistem ke dalam memori kerja. *

10 slide

* Memuat sistem operasi Memuat sistem operasi dimulai dalam salah satu dari tiga kasus - setelah: menyalakan daya komputer; menekan tombol reset pada blok sistem komputer; menekan kombinasi tombol pada keyboard secara bersamaan: (Ctrl) + (Alt) + (Del) Dalam proses memuat OS: kinerja prosesor, memori, dan perangkat lain diuji; pesan diagnostik singkat tentang proses pengujian ditampilkan di layar monitor setelah OS selesai memuat, pengguna dapat mengontrol komputer menggunakan antarmuka grafis OS. *

11 meluncur

12 slide

* Program standar Windows Paint OS adalah editor grafis yang memungkinkan Anda membuat, melihat, dan mengedit gambar atau foto yang dipindai Pencitraan digunakan untuk melihat dan mengedit file grafik seperti gambar digital atau foto yang dipindai Kalkulator - kalkulator elektronik adalah analog dari alat genggam konvensional Notepad kalkulator - editor teks, digunakan untuk membuat dan mengedit file teks format sederhana WordPad adalah editor teks yang digunakan untuk membuat dan memformat file teks dengan pemformatan kompleks *

13 meluncur

* Perangkat lunak aplikasi Aplikasi adalah program yang memungkinkan untuk memproses informasi teks, grafik, numerik, audio dan video, bekerja dalam jaringan komputer tanpa pengetahuan pemrograman. Aplikasi berjalan pada sistem operasi tertentu. Jenis aplikasi: 1. Aplikasi tujuan umum(kalkulator, spreadsheet, editor teks, suara dan grafik, pemutar multimedia, basis data, program pengembangan presentasi, program komunikasi, dll.). 2. Aplikasi untuk tujuan khusus (program akuntansi, ensiklopedi, program pelatihan, sistem penerjemahan otomatis, sistem pemrograman, permainan komputer, dll.) *

slide 2

Organisasi memori

Memori fisik yang dapat diakses oleh prosesor melalui bus alamat disebut memori akses acak (atau memori akses acak - RAM). RAM diatur sebagai urutan sel - byte. Setiap byte memiliki alamat uniknya sendiri (nomornya), yang disebut fisik. Kisaran nilai alamat fisik tergantung pada lebar bus alamat prosesor. Untuk 80486 dan Pentium, berkisar antara 0 hingga 232 - 1 (4 GB). Untuk prosesor PentiumPro/II/III/IV, rentang ini lebih luas - dari 0 hingga 236 - 1 (64 GB). Prosesor 8086 memiliki memori 1 MB dengan bus alamat dua puluh bit, dari 0 hingga 220-1.

slide 3

Perangkat keras prosesor mendukung dua model penggunaan RAM: Dalam model tersegmentasi, area memori kontinu (segmen) dialokasikan ke program, dan program itu sendiri hanya dapat mengakses data yang ada di segmen ini. Model halaman dapat dianggap sebagai penambahan -on ke model tersegmentasi. Aplikasi utama model ini terkait dengan organisasi memori virtual, yang memungkinkan sistem operasi menggunakan ruang memori yang lebih besar dari jumlah memori fisik untuk pengoperasian program dengan menggabungkan memori operasional dan operasional ke dalam satu ruang alamat. memori eksternal

slide 4

Omong-omong, nama lain untuk alamat fisik adalah alamat linier. Dualitas dalam nama seperti itu hanya karena adanya model paging organisasi RAM. Nama-nama ini identik hanya ketika halaman alamat dinonaktifkan (dalam mode nyata, halaman selalu dinonaktifkan). Dalam model halaman, alamat linier dan fisik memiliki arti yang berbeda. Mekanisme manajemen memori sepenuhnya berbasis perangkat keras dan memungkinkan untuk: Penyimpanan kompak alamat dalam instruksi mesin Fleksibilitas mekanisme pengalamatan Perlindungan ruang alamat tugas dalam sistem multitasking Dukungan untuk memori virtual

slide 5

Dalam keluarga prosesor 80x86, pilihan metode akses memori ditentukan oleh mode operasi prosesor. Dalam mode nyata, prosesor hanya dapat mengakses memori megabyte pertama, yang alamatnya berkisar dari 00000 hingga FFFFF dalam heksadesimal. Dalam hal ini, prosesor beroperasi dalam mode program tunggal (yaitu, hanya dapat menjalankan satu program pada waktu tertentu). Namun, pada saat yang sama, ia dapat menghentikan eksekusinya kapan saja dan beralih ke prosedur penanganan interupsi yang diterima dari salah satu perangkat periferal. Program apa pun yang dijalankan prosesor saat ini diizinkan mengakses tanpa batasan ke area memori mana pun dalam megabyte pertama: ke RAM - dengan membaca dan menulis, dan ke ROM, tentu saja, hanya dengan membaca. Mode nyata prosesor digunakan dalam sistem operasi MS DOS, serta di Sistem Windows 95 dan 98 saat boot dalam mode emulasi MS DOS.

slide 6

Dalam mode terproteksi, prosesor dapat menjalankan beberapa program sekaligus. Dalam hal ini, setiap proses (yaitu menjalankan program) dapat diberi RAM hingga 4 GB. Untuk mencegah pengaruh timbal balik dari menjalankan program satu sama lain, area memori yang terisolasi dialokasikan untuk mereka. OS seperti MS Windows dan Linux bekerja dalam mode terproteksi. Dalam mode pengalamatan virtual prosesor 8086, prosesor 8086 sebenarnya beroperasi dalam mode terlindungi. Setiap tugas memiliki tugasnya sendiri mesin virtual, yang mengalokasikan area memori 1 MB yang terisolasi, dan sepenuhnya meniru pengoperasian prosesor 80x86 dalam mode pengalamatan nyata. Misalnya, di sistem operasi Windows 2000 dan XP, mesin virtual prosesor 8086 dibuat setiap kali pengguna memulai jendela juru bahasa perintah (sesi MS DOS).

Slide 7

Mode pengalamatan nyata Ciri khas dari mekanisme pengalamatan memori fisik dalam mode nyata adalah sebagai berikut: Kisaran perubahan alamat fisik adalah dari 0 hingga 1 MB, karena hanya 20 bit orde rendah dari bus alamat yang digunakan untuk pengalamatan. memori yang dialamatkan menggunakan register 16-bit adalah 64 KB.menangani alamat fisik tertentu di semua RAM yang tersedia, segmentasi memori digunakan, mis. membagi ruang alamat yang tersedia menjadi segmen 64 KB dan menggunakan alih-alih alamat logis fisik dalam bentuk :, mis. kombinasi alamat awal segmen dan offset intra-segmen Alamat awal segmen 16-bit ditempatkan di salah satu dari enam register segmen (CS, DS, ES, SS, FS, atau GS) Program langsung beroperasi hanya pada offset 16-bit ditentukan relatif terhadap awal segmen

Slide 8

Digit heksadesimal yang paling tidak signifikan di setiap alamat segmen adalah nol, yaitu alamat setiap segmen akan selalu merupakan kelipatan 16 byte; batas segmen terletak setiap 16 byte alamat fisik. Masing-masing potongan 16-byte ini disebut paragraf.

Slide 9

Alamat yang ditentukan dalam program dalam bentuk "segmen-offset" secara otomatis diubah oleh prosesor menjadi alamat linier 20-bit selama eksekusi instruksi sesuai dengan skema berikut:

Slide 10

Contoh: sebuah byte diberikan dalam bentuk "segmen-offset": 8000:0250 dalam transkripsi heksadesimal. Alamat Logis: 8000:0250 ––––––––––––––––––––––––––– Segmen: 80000 + Offset: 0250 ––––––– ––– ––––––––––––––––– Alamat fisik: 80250 Dalam program tipikal yang ditulis untuk prosesor 80x86, biasanya ada tiga segmen: kode, data, dan tumpukan. Saat program dimulai, alamat segmen dasarnya dimuat ke dalam register CS, DS, dan SS. Di sisa tiga register ES, FS dan GS, program dapat menyimpan pointer ke segmen tambahan.

slide 11

Kerugian dari organisasi memori ini: segmen ditempatkan secara tidak terkendali dari alamat mana pun yang dapat dibagi 16 (karena konten register segmen digeser oleh perangkat keras sebesar 4 bit), dan, sebagai hasilnya, program dapat mengakses alamat apa pun, termasuk yang melakukan tidak benar-benar ada; segmen memiliki ukuran maksimal 64 KB segmen dapat tumpang tindih dengan segmen lainnya

slide 12

Mode Pengalamatan Terproteksi Saat berjalan dalam mode terproteksi, setiap program dapat dialokasikan satu blok memori hingga berukuran 4 GB, yang alamatnya dalam representasi heksadesimal dapat bervariasi dari 00000000 hingga FFFFFFFF. Program dikatakan dialokasikan ruang alamat linier. Dalam mode terproteksi, register segmen (CS, DS, SS, ES, FS, GS) tidak menyimpan alamat segmen dasar 16-bit, tetapi pointer pemilih ke deskriptor segmen yang terletak di salah satu tabel deskriptor sistem . Berdasarkan informasi yang terkandung dalam deskriptor, sistem operasi menentukan alamat linier segmen program. Ada dua jenis tabel: GlobalDescriptorTable (tabel deskriptor global) dan LocalDescriptorTables (tabel deskriptor lokal).

slide 13

Struktur pemilih deskriptor segmen: Deskriptor terdiri dari 8 byte, yang mencakup alamat dasar segmen, ukuran, dan informasi lainnya:

Slide 14

Descriptor 0 adalah ilegal - dapat dimuat dengan aman ke register segmen untuk menunjukkan bahwa register segmen saat ini tidak tersedia, tetapi interupsi dihasilkan jika dicoba untuk digunakan. Dalam program tipikal yang ditulis untuk mode terproteksi, biasanya ada tiga segmen: kode, data, dan tumpukan, informasi tentangnya disimpan dalam register tiga segmen yang tercantum di bawah ini. Register CS menyimpan penunjuk ke deskriptor segmen kode program Register DS menyimpan penunjuk ke deskriptor segmen data program Register SS menyimpan penunjuk ke deskriptor segmen tumpukan program

slide 15

Konversi pasangan selektor-offset ke alamat fisik berlangsung sebagai berikut: Jika paging dinonaktifkan (dengan bit dalam register kontrol global), alamat linier diinterpretasikan sebagai alamat fisik dan dikirim ke memori untuk membaca atau menulis. Di sisi lain, jika paging tersedia, alamat linier ditafsirkan sebagai alamat virtual dan dipetakan ke alamat fisik menggunakan tabel halaman.

slide 16

Model memori didukung dalam perangkat keras dalam mode terlindungi: FlatModel (model datar, padat, atau linier) - organisasi memori, di mana semua segmen dipetakan ke satu area alamat linier. Untuk melakukan ini, semua deskriptor segmen menunjuk ke segmen memori yang sama, yang sesuai dengan seluruh ruang alamat fisik 32-bit komputer. Untuk model datar, setidaknya dua deskriptor harus dibuat, satu untuk referensi kode dan satu lagi untuk referensi data.

Slide 17

Deskriptor disimpan dalam tabel sistem khusus yang disebut Global Descriptor Table (GDT). Untuk model datar, setiap deskriptor memiliki alamat dasar 0. Nilai bidang yang menentukan batas segmen dikalikan prosesor dengan heksadesimal 1000. Segmen dapat mencakup seluruh kisaran 4 GB alamat fisik, atau hanya alamat yang dipetakan ke memori fisik. Dengan mengatur batas segmen menjadi 4 gigabyte, mekanisme segmentasi mencegah pengecualian untuk referensi memori yang melampaui batas segmen.

Slide 18

Model ini memungkinkan Anda untuk mengecualikan mekanisme segmentasi dari arsitektur sistem, karena semua operasi memori mengacu pada ruang memori yang sama. Dari sudut pandang pemrogram, model ini paling mudah digunakan, karena satu bilangan bulat 32-bit sudah cukup untuk menyimpan alamat variabel atau instruksi apa pun.

Slide 19

MultisegmentedModel Setiap program memiliki tabel deskriptor segmennya sendiri yang disebut Local Descriptor Table (LDT). Dalam hal ini, setiap proses menjadi mungkin untuk membuat kumpulan segmennya sendiri yang tidak bersinggungan dengan segmen proses lain dengan cara apa pun. Akibatnya, setiap segmen berada dalam ruang alamat yang terisolasi.

Slide 20

Gambar tersebut menunjukkan bahwa setiap entri dalam tabel deskriptor lokal menentukan segmen memori yang berbeda. Setiap deskriptor segmen menentukan panjang persisnya. Misalnya, segmen yang dimulai dari alamat 3000 panjangnya 2000 byte dalam heksadesimal karena nilai bidang deskriptor yang menentukan batas segmen adalah 0002, dan 0002x1000=2000. Secara analogi, panjang ruas yang dimulai dari alamat 8000 adalah A000. Perlu dicatat bahwa Model Datar diimplementasikan sebagai kasus khusus dari model tersegmentasi, ketika program merujuk ke segmen, di mana seluruh ruang linier dialokasikan.

slide 21

Paging (model memori paging) Model ini adalah bentuk manajemen memori untuk memodelkan ruang alamat besar yang tidak tersegmentasi menggunakan bagian dari memori disk dan ruang alamat yang terfragmentasi. Menyediakan akses ke struktur data yang lebih besar dari memori yang tersedia, menyimpannya sebagian di RAM dan sebagian lagi di disk. Menurut model ini, ruang alamat linier dibagi menjadi blok-blok ukuran yang sama(biasanya 4 KB), yang disebut halaman (page).

slide 22

Gambar tersebut menunjukkan alamat linier yang dibagi menjadi tiga bidang: Direktori, Halaman, dan Offset. Bidang Direktori digunakan sebagai indeks ke dalam direktori halaman, menentukan lokasi penunjuk ke tabel halaman yang benar.

slide 23

Bidang Halaman kemudian diproses sebagai indeks ke dalam tabel halaman untuk menemukan alamat fisik dari bingkai halaman. Untuk mendapatkan alamat fisik dari byte atau kata yang diperlukan, bidang Offset terakhir ditambahkan ke alamat bingkai halaman. Hasilnya, Anda dapat dengan mudah memastikan bahwa jumlah total RAM yang digunakan oleh semua program yang berjalan di komputer melebihi jumlah memori komputer sebenarnya. Inilah sebabnya memori paging sering disebut sebagai memori virtual. Kinerja sistem memori virtual disediakan oleh program khusus yang merupakan bagian dari sistem operasi, yang disebut manajer memori virtual (virtual memory manager).

slide 24

Organisasi paging memori adalah solusi terbaik untuk masalah kekurangan memori. Faktanya adalah sebelum memulai eksekusi, program apa pun harus dimuat ke dalam RAM, yang ukurannya selalu terbatas (misalnya, karena fitur desain komputer atau harga modul memori). Pengguna komputer biasanya memuat beberapa program ke dalam memori sekaligus agar dapat beralih di antara program tersebut selama bekerja (misalnya, berpindah dari satu jendela ke jendela lainnya). Di sisi lain, penyimpanan disk jauh lebih besar dari RAM komputer, selain itu, memori ini jauh lebih murah. Oleh karena itu, karena penggunaan memori disk saat menggunakan paging memori, pengguna mendapat kesan bahwa ia memiliki jumlah RAM yang tidak terbatas. Tentu saja, Anda harus membayar semuanya: kecepatan akses ke memori disk beberapa kali lipat lebih rendah daripada ke RAM.

Slide 25

Saat program sedang berjalan, bagian dari RAM (atau halaman) yang saat ini tidak digunakan dapat disimpan ke disk tanpa kesulitan. Dikatakan bahwa sebagian tugas telah ditukar ke disk. Masuk akal untuk menyimpan di RAM komputer hanya halaman-halaman yang diakses secara aktif oleh prosesor, misalnya, mengeksekusi beberapa kode program. Jika prosesor perlu mengakses halaman memori yang saat ini di-page out ke disk, maka sistem bermasalah(atau batalkan) karena kurangnya halaman (pagefault). Kesalahan ini ditangani oleh pengelola memori virtual sistem operasi, yang menemukan halaman pada disk yang berisi kode atau data yang diinginkan dan memuatnya ke area bebas RAM.

slide 26

Terkait erat dengan memori virtual adalah topik perlindungan. Pentium mendukung empat tingkat keamanan, di mana tingkat 0 adalah yang paling diistimewakan dan tingkat 3 yang paling tidak diistimewakan. Setiap saat, program yang berjalan berada pada level tertentu, setiap segmen dalam sistem juga memiliki levelnya masing-masing.

Slide 27

Level 0 adalah kernel sistem operasi, yang menangani operasi I/O, manajemen memori, dan masalah prioritas utama lainnya. Pada level 1, penangan panggilan sistem. Program pengguna pada level ini dapat mengakses prosedur untuk melakukan panggilan sistem, tetapi hanya untuk daftar prosedur yang spesifik dan terlindungi. Level 2 berisi rutinitas perpustakaan, mungkin digunakan bersama oleh beberapa program yang sedang berjalan. Program pengguna dapat memanggil prosedur ini dan membaca datanya, tetapi mereka tidak dapat mengubahnya. Terakhir, program pengguna dijalankan pada level 3, yang paling tidak aman.

Lihat semua slide