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Computerorientierte Physik VORLESUNG Zeit: jeweils Mo. 9.40 - 11.10 Uhr Ort: Hörsaal 5.01, Institut für Experimentalphysik, Universitätsplatz 5, A-8010.

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1 Computerorientierte Physik VORLESUNG Zeit: jeweils Mo Uhr Ort: Hörsaal 5.01, Institut für Experimentalphysik, Universitätsplatz 5, A-8010 Graz

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3 Central Processor Unit (CPU) Registers Arithmetic/Logic Unit Execution- Control Interface

4 Prozessorbefehle Rechenbefehle: AND, OR, ADD, TEST, CMP, NOP Datenverschieben: MOV, POP, PUSH, IN, OUT, Kontrollbefehle: JMP, CALL, INT, RET, IRET, LOOP als unbedingte und bedingte Verzweigungen PrefixCode1Code2Daten RISC: Reduced instruction set (besonders schnelle optimierte CPU´s)

5 Adressierungsarten Register-Adressierung Memory-Adressierung: direkte, indirekte, indizierte Indiziert: Basis IndexSkalierung Displacement x +

6 Register Rechenregister: AX, BX, CX, (AH, AL, EAX, etc.) Indexregister: BP, SI, DI, SP Flagregister: oder Statusregister Instruction Pointer Segment Register: für Memory Management Control Register: z.B. für Paging

7 Memory Management Aufgabe: Verwaltung des Speichers, virtueller Speicher Einteilung: Segmente (Selektor, Offset, Descriptor) abh. ob Real-Mode oder Protected Mode Code-Segmente Daten-Segmente Stack-Segmente Speichermodelle: flacher-, segmentierter-, virtueller Adressraum Paging (DIR, TABLE,OFFSET) DIR: Page Directory TABLE: Page table OFFSET: Adresse in der Page (4kB)

8 Software Prozessorspezifische Vorgaben Interrupttable Reset (FFF)FFFF FF Memory Segment Descriptoren Paging Tables

9 Software prinzipieller Aufbau eines Betriebssystems BIOS Kernel Shell Benutzeroberfläche System Routinen, z.B. Diskverwaltung, etc. Hardware spezifische Input/Output Routinen, Interruptroutinen, etc.

10 Multitasking und Multiuser Anforderung an Systemroutinen: reentrance Memory Management: Zugriffsberechtigung, Privilegien Prozessorbefehle: Sonderbefehle für Superuser Task Management: Priorities User Verwaltung: Taskzuordnung, UID, GID, Passwords

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12 Segmentierung 16 Bit Offset 16 Bit Base 20 Bit reale Adresse

13 Paging 32-Bit lineare Adresse 12 Bit Offset10 Bit Table10 Bit Directory + physikalische Adresse


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