E4161 : U3 : SISTEM NUKLEUS

Pengenalan

Untuk mengkaji binaan sistem pengoperasian, satu sistem yang hipotetik yang menggambarkan prinsip-prinsip asas (sistem umum) perlu dibina di kertas. Struktur akhirnya akan menyerupai sebiji bawang dengan setiap lapisan menyediakan satu set fungsi yang saling berkaitan dengan lain-lain lapisan. Penerangan / pembinaan akan dimulakan dari lapisan yang paling dalam menuju ke lapisan luar seperti lapisan pengurus ingatan, i/o, sistem fail dan lain-lain.

Tidak semua sistem pengoperasian dibina oleh struktur lapisan sekemas ini. Struktur lapisan seperti ini dapat dilihat di dalam sistem pengoperasian UNIX, MS-DOS, VME untuk ICL siri 2900.

Mekanisma Sampukan
Aktiviti-aktiviti i/o boleh bertindih dengan pemprosesan dengan menggunakan 2 peranti perkakasan

• Channel 

Channel – peranti yang mengawal periferal, yang menjalankan perpindahan data di antara periferal dan ingatan tanpa melibatkan pemproses pusat.

• sampukan 

Sampukan – isyarat yang mengalihkan kawalan pemproses pusat ke satu lokasi tertentu dan menyimpan nilai pengira program untuk proses yang disampuk sebelum sampukan (ke dalam ingatan). Oleh itu sebuah program yang sedang dijalankan semasa menerima sampukan akan terhenti seketika tetapi boleh diteruskan semula kemudian.

Sistem Nukleus

Sistem pengoperasian boleh dianggap dibina oleh beberapa lapisan. Lapisan dalam yang terakhir ialah kemudahan-kemudahan yang disediakan oleh perkakasan mesin. Lapisan-lapisan luar menyediakan mesin-mesin maya, dengan itu keseluruhan binaan lapisan menghasilkan satu mesin maya untuk kegunaan pengguna.

Antaramuka utama di antara perkakasan mesin yang asas dan sistem pengoperasian disediakan oleh nukleus sistem, lapisan dalam yang terakhir. Nukleus menyediakan sekitaran untuk mengujudkan proses-proses seperti menangani sampukan, beralih (switch) pemproses di antara proses dan implementasi mekanisma komunikasi di antara proses.

1. Sistem Nukleus mengandungi 3 program : 
2. Pengurus sampukan Paras Pertama (FLIH) 
3. Penjadualan Paras Bawah (Dispatcher) 
4. Implementasi proses “WAIT” dan “SIGNAL”

Pengurus Sampukan Paras Pertama (FLIH)


Pengurus Sampukan Paras Pertama (FLIH)
Bertindakbalas dengan isyarat-isyarat dari luar (sampukan) dan dalam (ralat) sistem komputer. Kedua-dua isyarat ini dinamakan sampukan.

Penjadual Paras Rendah (Dispatcher)
Dispatcher akan bertindak apabila ada sampukan dalam / luaran

1. proses yang sedang berjalan terhenti 
2. sesebuah pemproses sangat diperlukan di tempat lain

Implementasi ‘wait’ dan ‘signal’
Implementasi wait dan signal ini perlu ada dalam nukleus kerana :

• Semua proses memerlukannya untuk diimplemen pada paras bawah 
• Operasi wait adalah untuk blok proses dan menyebabkan dispatcher melokasi semula pemproses. Seterusnya operasi wait mesti membuat capaian kepada dispatcher. 
• Untuk memulihkan semula proses kepada keadaan running ialah dengan memberi signal. Seterusnya signal mesti boleh capai rutin interrupt.