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

80801. Экологические требования при эксплуатации опасных производственных объектов 32.08 KB
  Организация эксплуатирующая опасный производственный объект обязана: соблюдать положения настоящего Федерального закона других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации а также нормативных технических документов в области промышленной безопасности; иметь лицензию на осуществление конкретного вида деятельности в области промышленной безопасности подлежащего лицензированию в соответствии с законодательством Российской Федерации; обеспечивать укомплектованность штата работников опасного производственного...
80802. Правовое регулирование генно-инженерной деятельности 32.83 KB
  Внедрение результатов генноинженерной деятельность сопряжено с потенциальными отрицательными последствиями для природы. В связи с этим возникает потребность в правовом регулировании экологических отношений возникающих при осуществлении генноинженерной деятельности. Этим целям служит Федеральный закон О государственном регулировании генноинженерной деятельности .
80803. Меры обеспечения экологической безопасности 31.19 KB
  Экологическая безопасность обеспечивается комплексом правовых организационных финансовых материальных и информационных мер предназначенных для прогнозирования предотвращения ликвидации реальных и потенциальных угроз безопасности смягчения их последствий. Угроза экологической безопасности выражает повышенную вероятность гибели отдельных природных объектов существенного загрязнения отравления или заражения окружающей среды масштабы которых определяются исходя из размеров поражения окружающей среды его устойчивости возможности...
80804. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера 32.12 KB
  Предупреждение чрезвычайных ситуаций это комплекс мероприятий проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций а также на сохранение здоровья людей снижение размеров ущерба окружающей среде и материальных потерь в случае их возникновения. Ликвидация чрезвычайных ситуаций это аварийноспасательные и другие неотложные работы проводимые при...
80805. Правовые меры обеспечения радиационной безопасности 30.43 KB
  Федеральный закон о радиационной безопасности населения закрепляет требования по обеспечению радиационной безопасности при обращении с радиоактивными веществами ядерными материалами. При обращении с источниками ионизирующего излучения организации обязаны: 1соблюдать требования законодательства РФ норм правил и нормативов в области обеспечения радиационной безопасности; 2 планировать и осуществлять мероприятия по обеспечению радиационной безопасности; 3 осуществлять систематический производственный контроль за радиационной обстановкой на...
80806. Правовой режим территорий подвергшихся радиоактивному загрязнению 29.82 KB
  зона эвакуации территория вокруг Чернобыльской АЭС с которой в 1986 г. было эвакуировано население 30километровая зона; 2. зона первоочередного отселения; 3. зона последующего отселения; 4.
80807. Порядок обращения с отходами производства и потребления 31.6 KB
  была принята серия специальных законодательных и иных нормативноправовых актов полностью или частично регламентирующих обращение с отходами в рамках логического правотворчества что послужило прорывом в данной области. определил правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения их вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду впервые четко зафиксировал принципы государственной политики в сфере обращения с отходами: охрана здоровья человека поддержание и восстановление благоприятного...
80808. Понятие, система и источники международного экологического права 33.01 KB
  38 Устава Международного суда ООН источниками международного права охраны окружающей среды являются: международные договоры как общие так и специальные; международный обычай как доказательство всеобщей практики признанной в качестве правовой нормы; общие принципы права признанные цивилизованными государствами; вспомогательное право т. Источники международного экологического права разделяются: на общие Устав ООН конвенции общего характера регулирующие наряду с иными вопросами и охрану окружающей среды Конвенция ООН по...
80809. Международные экологические организации. Международные конференции по окружающей среде 32.62 KB
  Большой вклад в решение проблем охраны окружающей среды вносит ООН. В природоохранительной деятельности участвуют все главные органы и специализированные учреждения ООН Генеральная Ассамблея Экономический и Социальный Совет региональные экономические комиссии например Европейская экономическая комиссия Конференция ООН по торговле и развитию ЮНКТАД Организация объединенных наций по промышленному развитию ЮНИДО Международная Организация Труда МОТ Организация Объединенных Наций по вопросам продовольствия и сельского хозяйства...