24417

Описание формальной модели ОС для абстрактной микропроцессорной ЭВМ

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Структуру ОС в t T можно представить с помощью графа Гt вершинами которого являются элементы Р={P0 Pn} множество процессов и множество ресурсов R={r0 rq} а ребра устанавливают связь между вершинами. ОС является динамически изменяемая система то некоторые элементы в моменты времени t1 t2 принадлежащие Т если t1≠t2 представляют структуру ОС в виде графа Гt1 и графа Гt2. Проследим изменения графа Гt отображая структуру ОС в любой момент времени t T. Определим множество Е как совокупность правил фиксирующих изменение структуры...

Русский

2013-08-09

155 KB

0 чел.

1. Описание формальной модели ОС для абстрактной микропроцессорной ЭВМ.

Рассмотрим формальную модель ОС для абстрактной многопроцессорной машины с целью иллюстрации работы различных блоков ОС. пусть T=[t0, tk] - время функционирования системы, где t0 - время начала функционирования системы, tk - время конца функционирования ОС. Структуру ОС в t  T можно представить с помощью графа Гt, вершинами которого являются элементы Р={P0, … ,Pn}  - множество процессов и множество ресурсов R={r0, … ,rq}, а ребра устанавливают связь между вершинами. Считаем, что множества Р и R не пустые. Т.к. ОС является динамически изменяемая система, то некоторые элементы в моменты времени t1, t2 принадлежащие Т, если t1≠t2, представляют структуру ОС в виде графа Гt1 и графа Гt2. Проследим изменения графа Гt, отображая структуру ОС в любой момент времени t  T. Выделим в некоторое множество σ все возможные вершины и ребра, которые могут быть получены на промежутке времени [t0, tk]. В дальнейшем каждый элемент множества σ (вершина или ребро) будем обозначать σj , j>=1. Определим множество Е как совокупность правил, фиксирующих изменение структуры графа Гt для любого t  T. Каждое правило из множества Е будет иметь вид:

yi: σj σj1, σj2, … , σjk, yj1, yj2, yj3, где yji - номер правила, σj , σj1, … , σjb принадлежат σ и это означает, что элемент σj в момент времени t  T  заменяется на набор элементов σj1, σj2, … , σjk, а yj1, yj2, — номера правил, на которые осуществляется переход, если элемент σj активен или блокирован, а yj3 означает правило, определяющее для заданного σj либо весь граф ресурсов (если σj — процесс), либо альтернативный ресурс (если σj — ресурс).

Обозначим через Y множество номеров правил из Е. Пусть σ0 некоторый начальный процесс, инициирующий работу системы, тогда M - формальную модель ОС, можно определить таким набором M=<T, σ, E, Y, σ0>.

Пусть каждый элемент σj  σ характеризуется следующей тройкой <m(σj), x(σj), s(σj)>, где m(σj) указывает имя элемента, x(σj) указывает тип элемента (процесс, память и т.д.), s(σj) определяет состояние элемента (активен, блокирован и т.д.).

Примем, что некоторый элемент σj в момент времени t непосредственно порождает цепочку элементов φi= σj1, σj2σjb (т.е. σj —> φi).

Будем считать, что граф Гt порождается вершиной σj, следовательно Гt(σj) = Гt = {Gt},

если существует набор правил y1, y2,… ,yi, для которых справедливо следующее утверждение σj Гt(σj), причем на каждом шаге выполняется только 1 правило из множества Е.

- граф процессов, порождаемый процессом  из множества P. Причем P  σ в некоторый момент времени t. Если - начальный процесс, то  (вложено в) . Будем считать, что с каждой вершиной или процессом  связан некий граф ресурсов, обозначаемый через , тогда . Вершины графа соединены ориентированными или неориентированными ребрами.

Ориентированное ребро , вершина  находится в иерархическом подчинении к . Т.е. процесс  является потомком процесса . Неориентированное ребро показывает, что существует связь между  и . Пример. Ребро  может означать, что процесс  и  использует общий ресурс r.

Вершинами графа ресурсов  будут ресурсы , , которые могут быть соединены ориентированными или неориентированными ребрами. Ориентированное ребро указывает, что ресурс  является потомком ресурса . Пример. Если  определяет память, то  может быть одним из сегментов памяти .

Будем считать, что все вершины графа Гt расположены по уровням, причем на нулевом уровне находится единственная вершина . На уровне  помещаем вершины, каждая из которых зависит хотя бы от одной вершины предыдущего уровня и не зависит ни от одной вершины последующих уровней. Вершины, расположенные на одном уровне, не зависят друг от друга.


2. Тонкопленочная и толстопленочная технологии производства микросхем.

Тонкоплёночными интегральными микросхемами называются микросхемы, все элементы и межсоединения которых выполнены на одной общей подложке в виде плёнок из резистивных, диэлектрических, проводящих и других материалов толщиной от нескольких сотых до десятых долей микрометра (но не более 1 мкм).

Пассивные элементы схемы (резисторы, конденсаторы и др.) изготовляют методами тонкоплёночной технологии; активные элементы схемы (диоды, транзисторы и др.) – по обычной технологии, но в миниатюрном или бескорпусном оформлении и монтируют на подложке.

Тонкопленочные микросхемы, в которых используются навесные активные элементы, называют гибридными интегральными микросхемами.

Достоинства тонкопленочных микросхем—возможность получения резисторов и конденсаторов с широким диапазоном номиналов и точными параметрами, высокая температурная стабильность их и возможность автоматизации процесса напыления.

Надежность повышается за счет сокращения числа соединений в схеме и уменьшения механических напряжений от ударов, ускорений и вибраций вследствие уменьшения массы. Ускорение в l000g воздействует на элемент с массой 1 мг силой 0,01 Н.

Основной недостаток тонкопленочных интегральных микросхем— невозможность изготовления в настоящее время по тонкопленочной технологии активных элементов схемы. Это связано с трудностью получения монокристаллических полупроводниковых пленок на аморфных и поликристаллических подложках, обычно применяемых для тонкопленочных микросхем. Необходимость в монтаже активных элементов снижает надежность и увеличивает стоимость микросхем.

Конструктивной основой тонкопленочных микросхем является изоляционная подложка, которая существенно влияет на параметры тонких пленок и надежность всей схемы. Общие требования, предъявляемые к подложке независимо от конструкции и назначения микросхем, следующие: гладкая поверхность, высокая плос-кость, беспористость, механическая прочность, близость коэффициентов термического расширения подложки и пленки, хорошая теплопроводность, стойкость к термоударам, химическая стойкость, большое удельное электросопротивление, низкая стоимость.

Основными элементами тонкоплёночной интегральной микросхемы являются:

1) Резисторы выполняют в виде полосок различной формы. Отношение длины к ширине у таких резисторов много больше единицы.

Сопротивление определяют из соотношения:

, где ро – удельное сопротивление материала; l – длина резистивной плёнки; d – толщина, b – ширина.

2) Конденсаторы получают в виде трёхслойной структуры проводник-диэлектрик-проводник. При этом нижняя обкладка 2 конденсатора выходит за периметр верхней обкладки 3 а периметр диэлектрической пленки 1 выходит за периметр нижней обкладки. Это исключает возможность замыкания обкладки и устраняет погрешность от их смещения. Такая конструкция характерна для конденсаторов повышенной емкости (сотни — тысячи пикофарад)  и имеет площадь верхней обкладки более 5 мм2. Для конденсаторов небольшой емкости (десятктки пикофарад) обкладки конденсаторов выполняют в виде двух взаимно пересекающихся проводников разделенных пленкой диэлектрика 2. Расчетная площадь конденсаторов составляет 1 ... 5 мм2 (рис. 15.2, б). Ёмкость конденсатора с параллельно расположенными электродами:

, где ипсилон – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя, S – активная площадь конденсатора, равная площади верхней обкладки (кв.см.), d – толщина диэлектрического слоя (см).

3) Соединительные проводники выполняют в виде проводящих плёнок толщиной 0,5…5 мкм. Более толстые плёнки не обеспечивают хорошей адгезии с основанием.

Толстоплёночными интегральными микросхемами называются такие, в которых резисторы, конденсаторы, контактные площадки и межсоединения изготовляют путём последовательного нанесения на поверхность подложки различных по составу паст с последующим их выжиганием. Пассивные элементы формируются из плёнок толщиной более 1 мкм (обычно от 5 до 25 мкм).

Минимальная площадь подложки составляет 6 кв. мм., максимальная 500 кв. мм., а наименьшая толщина – 0,6 мм.

Основными видами паст являются:

1) проводящие (обладают низким удельным сопротивлением и обладают малой активностью при контакте с химически активными материалами при высокой температуре);

2) резистивные (металлы комбинируются с изоляционными или полупроводниковыми материалами);

3) диэлектрические (для создания изоляционных слоев и полупроводниковыми материалами);

4) лудящие (состоят из низкотемпературного припоя и органического связующего, в состав которого входит флюс на основе канифоля).

Элементами толстопленочных интегральных микросхем являются резисторы, конденсаторы и соединительные проводники.

Резисторы являются основными элементами, определяющими качественные показатели микросхем и микросборок. Толстолле-ночная технология позволяет получать резисторы в диапазоне от 1 Ом до 1 МОм с отклонениями в пределах ±20%, Последующая подгонка обеспечивает точность до ±1%.

Конденсаторы в толстопленочных микросхемах используют малой емкости (до 300 пФ). В толстопленочных гибридных микросхемах используют многослойные дискретные (навесные) керамические конденсаторы. На площади, необходимой для нанесения конденсатора с номиналом 300 пФ, можно расположить навесной многослойный конденсатор на 10 000 пФ.

Соединительные проводники изготовляют из золота и сплавов «платина — золото» или «палладий — золото». Сопротивление золотых проводников составляет 0,005 Ом/ед пл., а из сплавов «палладий— золото»--0,10 Ом/ед пл


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76104. Разработка и расчет телевизионного передатчика 3-5 каналов 412.69 KB
  Задачей данного курсового проекта является разработка и расчет ТВ передатчика предназначенного для работы в 3-ем 4-ом и 5-ом каналах 80МГц 88МГц 96МГц соответственно с выходной мощностью 10 Вт и нестабильностью рабочей частоты равной 90Гц.
76106. Разработка технологического процесса горячей объемной штамповки поковки удлиненной формы в плане на деталь «Рычаг» 2.2 MB
  Поковка рычага относится к поковкам удлиненной формы в плане и штампуется на двух видах универсального оборудования: штамповочном молоте и кривошипном горячештамповочном прессе. На горизонтально-ковочных машинах ее изготовление не возможно, так как она на имеет круглые поперечные сечения.
76107. Исследование устойчивости функционирования объектов экономики в ЧС 151.03 KB
  Цель работы — дать основные сведения по системе мероприятий по защите населения и территорий в ЧС, об основах организации их предупреждения и ликвидации. Наработка навыка решения задач по оценке радиационного и химического заражения, расчету устойчивости зданий и сооружений народного хозяйства.