دانلود رایگان کتاب سیستم عامل ویلیام استالینگز PDF

کتاب سیستم عامل استالینگز

دانلود کتاب

 

 

 

 

 

 

 

 

بخش اول. پیش زمینه: یک نمای کلی از دانلود کتاب سیستم عامل ویلیام استالینگز به زبان فارسی و سازماندهی کامپیوتر، با تاکید بر موضوعاتی : : ‌: ‌‌‌‌‌‌‌/: //: : : ‌‌: //‌‌‌

ً :
: ً ‌‌‌‌: : ‌‌‌ً ‌‌‌‌‌‌‌‌‌

 

‌‌‌: ‌/‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌: ; ; ‌‌‌‌‌://// ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بسیاری از الگوریتم‌های کتاب هستند. برای اطلاعات دسترسی به کارت جلوی این کتاب مراجعه کنید.
در نهایت، مطالب اضافی برای مربیان در مرکز منابع مدرس IRC برای این کتاب موجود است. برای جزئیات و اطلاعات دسترسی به مقدمه مراجعه کنید.
به محض اینکه هرگونه اشتباه تایپی یا سایر خطاها کشف شود، فهرست اشتباه این کتاب در وب سایت موجود خواهد بود. لطفاً هر گونه خطایی را که مشاهده کردید گزارش دهید. برگه های اشتباه برای کتاب های دیگر من در WilliamStalings.com هستند.
من همچنین سایت منابع دانشجویی علوم کامپیوتر را در ComputerScienceStudent.com نگهداری می کنم. هدف این سایت ارائه اسناد، اطلاعات و پیوندها برای دانشجویان و متخصصان علوم کامپیوتر می باشد. پیوندها و اسناد به هفت دسته سازماندهی می شوند:
Math: شامل یک تجدید کننده پایه ریاضی، یک آغازگر تجزیه و تحلیل صف، یک آغازگر سیستم اعداد، و پیوندهایی به سایت های ریاضی متعدد است.
نحوه: مشاوره و راهنمایی برای حل مشکلات تکالیف، نوشتن گزارش های فنی و تهیه ارائه های فنی.
منابع تحقیق: پیوند به مجموعه های مهم مقالات، گزارش های فنی و کتابشناسی.
سایر موارد مفید: انواع اسناد و پیوندهای مفید دیگر.
مشاغل علوم کامپیوتر: پیوندها و اسناد مفید برای کسانی که در نظر دارند شغلی در علوم کامپیوتر داشته باشند.
کمک به نوشتن: کمک به تبدیل شدن به یک نویسنده واضح تر و موثرتر.
موضوعات متفرقه و طنز: باید هر چند وقت یکبار ذهن خود را از کار خود دور کنید.
وب سایت های دیگر
وب سایت های متعددی وجود دارند که اطلاعات مربوط به موضوعات این کتاب را ارائه می دهند. وب سایت Companion پیوندهایی را به این سایت ها ارائه می دهد که بر اساس فصل سازماندهی شده اند.

 

بخش 1 پیشینه
فصل 1
نمای کلی سیستم کامپیوتری

1.1 عناصر اساسی
1.2 تکامل ریزپردازنده
1.3 اجرای دستورالعمل
1.4 وقفه ها
وقفه ها و چرخه دستورالعمل پردازش وقفه
وقفه های متعدد
1.5 سلسله مراتب حافظه
1.6 حافظه کش
1.7 دسترسی مستقیم به حافظه
1.8 چند پردازنده و سازمان چند هسته ای متقارن چند پردازنده کامپیوترهای چند هسته ای
1.9 مطالعه توصیه شده
1.10 اصطلاحات کلیدی، بررسی سوالات و مشکلات ضمیمه 1A ویژگی های عملکرد حافظه های دو سطحی محل عملکرد حافظه دو سطحی

اهداف یادگیری
پس از مطالعه این فصل، شما باید بتوانید:
– عناصر اساسی یک سیستم کامپیوتری و رابطه متقابل آنها را توضیح دهید.
– مراحل انجام شده توسط یک پردازنده برای اجرای یک دستورالعمل را توضیح دهید.
– درک مفهوم وقفه ها و چگونگی و چرایی استفاده پردازنده از وقفه ها.
– سطوح سلسله مراتب حافظه معمولی رایانه را فهرست و توصیف کنید.
– ویژگی های اساسی سازمان های چند پردازنده ای و چند هسته ای را توضیح دهید.
– مفهوم محلی بودن را مورد بحث قرار دهید و عملکرد یک سلسله مراتب حافظه چند سطحی را تجزیه و تحلیل کنید.
– عملکرد یک پشته و استفاده از آن برای پشتیبانی از فراخوانی و بازگشت رویه را درک کنید.
یک سیستم عامل OS از منابع سخت افزاری یک یا چند پردازنده برای ارائه مجموعه ای از خدمات به کاربران سیستم سوء استفاده می کند. این سیستم عامل همچنین حافظه ثانویه و دستگاه های ورودی/خروجی ورودی/خروجی را از طرف کاربران خود مدیریت می کند. بر این اساس، قبل از شروع بررسی سیستم‌عامل‌ها، داشتن درک درستی از سخت‌افزار سیستم‌های کامپیوتری ضروری است. در این فصل مروری بر سخت افزار سیستم کامپیوتری ارائه می شود. در بیشتر زمینه ها، نظرسنجی مختصر است، زیرا فرض ً  

/:
– : – : ً شناخته می شود.

 

شکل 1.1 اجزای کامپیوتر: نمای سطح بالا

– ماژول های ورودی/خروجی: داده ها را بین رایانه و محیط خارجی آن جابه جا می کند. محیط خارجی شامل انواع دستگاه‌ها، از جمله دستگاه‌های حافظه ثانویه به عنوان مثال، دیسک، تجهیزات ارتباطی و پایانه‌ها است.
– گذرگاه سیستم: ارتباط بین پردازنده ها، حافظه اصلی و ماژول های ورودی/خروجی را فراهم می کند.
شکل 1.1 این اجزای سطح بالا را نشان می دهد. یکی از وظایف پردازنده تبادل اطلاعات با حافظه است. برای این منظور، معمولاً از دو رجیستر داخلی برای پردازنده استفاده می کند: یک ثبات آدرس حافظه MAR، که آدرس موجود در حافظه را برای خواندن یا نوشتن بعدی مشخص می کند. و یک رجیستر بافر حافظه MBR که حاوی داده هایی است که باید در حافظه نوشته شود یا داده های خوانده شده را از حافظه دریافت می کند. به طور مشابه، یک ثبت آدرس I/O I/OAR یک دستگاه I/O خاص را مشخص می کند. یک ثبات بافر ورودی/خروجی I/OBR برای تبادل داده بین یک ماژول I/O و پردازنده استفاده می شود.
یک ماژول حافظه شامل مجموعه‌ای از مکان‌ها است که با آدرس‌هایی با شماره‌گذاری متوالی تعریف می‌شوند. هر مکان حاوی یک الگوی بیت است که می تواند به عنوان یک دستورالعمل یا داده تفسیر شود. یک ماژول I/O داده ها را از دستگاه های خارجی به پردازنده و حافظه منتقل می کند و بالعکس. این شامل بافرهای داخلی برای نگهداری موقت داده ها تا زمانی که بتوان آنها را ارسال کرد.
1.2 تکامل ریزپردازنده
انقلاب سخت افزاری که محاسبات دسکتاپ و دستی را به وجود آورد، اختراع ریزپردازنده بود که شامل یک پردازنده بر روی یک تراشه بود. اگرچه در اصل بسیار کندتر از پردازنده‌های چند تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌- ‌‌‌‌ً /‌/‌/:

را به ترتیب یعنی دستورالعملی که در آدرس حافظه بالاتر بعدی قرار دارد واکشی کند. به عنوان مثال، یک کامپیوتر ساده شده را در نظر بگیرید که در آن هر دستورالعمل یک کلمه 16 بیتی از حافظه را اشغال می کند. فرض کنید که شمارنده برنامه روی مکان 300 تنظیم شده است. پردازنده در مرحله بعدی دستورالعمل را در مکان 300 واکشی می کند. در چرخه های دستورالعمل بعدی، دستورالعمل ها را از مکان های 301، 302، 303 و غیره دریافت می کند. این توالی ممکن است تغییر یابد، همانطور که در ادامه توضیح داده شد.

شکل 1.3 ویژگی های یک ماشین فرضی

دستورالعمل واکشی شده در ثبت دستورالعمل IR بارگذاری می شود. این دستورالعمل حاوی بیت هایی است که عملکردی را که پردازنده باید انجام دهد را مشخص می کند. پردازنده دستور را تفسیر می کند و عمل مورد نیاز را انجام می دهد. به طور کلی، این اقدامات به چهار دسته تقسیم می شوند:
– حافظه پردازنده: داده ها ممکن است از پردازنده به حافظه یا از حافظه به پردازنده دیگر منتقل شوند.
– Processor-I/O: داده ها ممکن است با انتقال بین پردازنده و یک ماژول I/O به یک دستگاه جانبی یا از آن منتقل شوند.
– پردازش داده: پردازنده ممکن است برخی از عملیات حسابی یا منطقی را روی داده ها انجام دهد.
– کنترل: یک دستورالعمل ممکن است مشخص کند که توالی اجرا تغییر کند. برای مثال، پردازنده ممکن است دستورالعملی را از مکان 149 واکشی کند، که مشخص می کند دستور بعدی از مکان 182 باشد. پردازنده شمارنده برنامه را روی 182 تنظیم می کند. بنابراین، در مرحله واکشی بعدی، دستورالعمل از مکان 182 واکشی می شود.
اجرای یک دستورالعمل ممکن است شامل ترکیبی از این اقدامات باشد.
یک مثال ساده را با استفاده از یک پردازشگر فرضی در نظر بگیرید که شامل ویژگی های ذکر شده در شکل 1.3 است. پردازنده شامل یک ثبت داده واحد به نام دانلود کتاب سیستم عامل ویلیام استالینگز به زبان فارسی AC است. هر دو دستورالعمل و داده 16 بیتی هستند و حافظه به صورت دنباله ای از کلمات 16 بیتی سازماندهی شده است. فرمت دستورالعمل 4 بیت برای کد عملیاتی فراهم می کند، که به 24 = 16 کد عملیاتی مختلف اجازه می دهد که با یک رقم هگزادسیمال 1 نشان داده می شود. کد عملیاتی را که پردازنده باید انجام دهد را تعریف می کند. با 12 بیت باقیمانده از فرمت دستورالعمل، تا 212 = 4096 4K کلمه حافظه که با سه رقم هگزادسیمال مشخص می شوند می توانند مستقیماً آدرس دهی شوند. شکل 1.4 اجرای جزئی برنامه را نشان می دهد و موارد مربوطه را نشان می دهد.
تعداد حافظه و رجیسترهای پردازنده قطعه برنامه نشان داده شده محتویات کلمه حافظه در آدرس 940 را به محتوای کلمه حافظه در آدرس 941 اضافه می کند و نتیجه را در مکان دوم ذخیره می کند. سه دستورالعمل، که می تواند به عنوان سه مرحله واکشی و سه مرحله اجرا توصیف شود، مورد نیاز است:
1. PC حاوی 300، آدرس اولین دستورالعمل است. این دستورالعمل مقدار 1940 در هگزادسیمال در IR بارگذاری می شود و رایانه شخصی افزایش می یابد. توجه داشته باشید که این فرآیند شامل استفاده از یک ثبات آدرس حافظه MAR و یک ثبات بافر حافظه MBR است. برای سادگی، این رجیسترهای میانی نشان داده نشده اند.
2. 4 بیت اول اولین رقم هگزادسیمال در IR نشان می دهد که AC قرار است از حافظه بارگذاری شود. 12 بیت باقی مانده سه رقم هگزادسیمال آدرس را مشخص می کند که 940 است.
3. دستورالعمل بعدی 5941 از مکان 301 واکشی شده و PC افزایش یافته است.
4. محتویات قدیمی AC و محتویات محل 941 ‌‌‌‌/ً ‌‌‌///برای مثال، اکثر دستگاه های ورودی/خروجی بسیار کندتر از پردازنده هستند. فرض کنید که پردازنده با استفاده از طرح چرخه دستورالعمل شکل 1.2 داده ها را به چاپگر منتقل می کند. پس از هر عملیات نوشتن، پردازنده باید مکث کند و تا زمانی که چاپگر به کار برسد، بیکار بماند. طول این مکث ممکن است در حدود هزاران یا حتی میلیون ها چرخه دستورالعمل باشد. واضح است که این یک استفاده بسیار بیهوده از پردازنده است.
برای ارائه یک مثال خاص، رایانه‌ای را در نظر بگیرید که با دانلود کتاب مدیریت تحول در سازمان نوشته وندال فرنچ  1 گیگاهرتز کار می‌کند، که تقریباً 109 دستورالعمل در ثانیه را امکان‌پذیر می‌کند. 4 میلیون بار کندتر از پردازنده است.
شکل 1.5a این وضعیت را نشان می دهد. برنامه کاربر یک سری فراخوانی WRITE را با پردازش انجام می دهد. خطوط عمودی جامد بخش هایی از کد را در یک برنامه نشان می دهد. بخش‌های کد 1، 2، و 3 به دنباله‌ای از دستورالعمل‌هایی اشاره دارند که شامل I/O نمی‌شوند. فراخوانی های WRITE به یک روال ورودی/خروجی است که یک ابزار سیستمی است و عملیات ورودی/خروجی واقعی را انجام می دهد. برنامه I/O از سه بخش تشکیل شده است:
– دنباله ای از دستورالعمل ها، با برچسب 4 در شکل، برای آماده شدن برای عملیات I/O واقعی. این ممکن است شامل کپی کردن داده ها برای خروجی در یک بافر خاص و آماده سازی پارامترها برای یک فرمان دستگاه باشد.
– دستور I/O واقعی. بدون استفاده از وقفه، زمانی که این دستور صادر شد، برنامه باید منتظر بماند تا دستگاه I/O عملکرد درخواستی را انجام دهد یا به صورت دوره ای وضعیت یا نظرسنجی دستگاه I/O را بررسی کند. برنامه ممکن است با انجام مکرر یک /- ////‌