اقرأ في هذا المقال
- ما نوع الأجهزة المستخدمة في نظام الكمبيوتر Type of hardware
- أنواع حماية الأجهزة المستخدمة في نظام الكمبيوتر
يحتوي الكمبيوتر على أجهزة مختلفة مثل المعالج وذاكرة الوصول العشوائي والشاشة وما إلى ذلك، لذا يجب أن يضمن نظام التشغيل بقاء هذه الأجهزة سليمة “لا يمكن للمستخدم الوصول إليها بشكل مباشر”، تتطلب مشاركة موارد النظام نظام تشغيل للتأكد من أنّ البرنامج غير الصحيح لا يمكن أن يتسبب في تنفيذ برامج أخرى بشكل غير صحيح، يتم توفير دعم الأجهزة للتمييز بين وضعين على الأقل من العمليات.
ما نوع الأجهزة المستخدمة في نظام الكمبيوتر Type of hardware
في هذه المقالة، سوف نتعرف على حماية الأجهزة ونوعها، لذلك دعونا نرى أولاً نوع الأجهزة المستخدمة في نظام الكمبيوتر، نحن نعلم أنّ نظام الكمبيوتر يحتوي على الأجهزة مثل المعالج والشاشة وذاكرة الوصول العشوائي وغيرها الكثير، وشيء واحد يضمنه نظام التشغيل أنّ هذه الأجهزة لا يمكن للمستخدم الوصول إليها مباشرة، بشكل أساسي، يتم تقسيم حماية الأجهزة إلى (3) فئات: حماية وحدة المعالجة المركزية (CPU protection) وحماية الذاكرة (Memory Protection) وحماية الإدخال / الإخراج (I/O protection)، هذه موضحة على النحو التالي.
أنواع حماية الأجهزة المستخدمة في نظام الكمبيوتر
حماية وحدة المعالجة المركزية CPU Protection
يشار إلى حماية وحدة المعالجة المركزية على أنّنا لا نستطيع إعطاء وحدة المعالجة المركزية لعملية ما إلى الأبد، يجب أن يكون ذلك لبعض الوقت المحدود وإلّا فلن تحصل العمليات الأخرى على فرصة لتنفيذ العملية، لذلك، يتم استخدام عداد الوقت للخروج من هذا الموقف، والذي يمنح بشكل أساسي قدرًا معينًا من الوقت للعملية وبعد تنفيذ الموقت، سيتم إرسال إشارة إلى العملية لمغادرة وحدة المعالجة المركزية، ومن ثمّ لن تحتفظ العملية بوحدة المعالجة المركزية لمزيد من الوقت.
حماية الذاكرة Memory Protection
يجب توفير حماية للذاكرة على الأقل لمتجه المقاطعة وإجراءات خدمة المقاطعة، من أجل الحصول على حماية للذاكرة، في حماية الذاكرة، نتحدث عن هذا الموقف عندما تكون هناك عمليتان أو أكثر في الذاكرة وقد تصل إحدى العمليات إلى ذاكرة العملية الأخرى، ولمنع حدوث هذا الموقف، نستخدم سجلين (registers) على النحو التالي:
- السجل المكشوف (Bare register): يحتوي على أصغر عنوان ذاكرة فعلي مسموح به.
- السجل الحد (Limit register): يحتوي على حجم نطاق الذاكرة المحمية خارج النطاق المحدد.
لذلك، يقوم برنامج (Bare register) بتخزين عنوان بدء البرنامج وتخزين السجل المحدود لحجم العملية، لذلك عندما تريد إحدى العمليات الوصول إلى الذاكرة، يتم التحقق من إمكانية الوصول إلى الذاكرة أو عدم قدرتها على الوصول إليها.
حماية الإدخال / الإخراج I/O Protection
لذلك عندما نضمن حماية الإدخال / الإخراج، فلن تحدث بعض الحالات مطلقًا في النظام مثل:
- إنهاء الإدخال / الإخراج لعملية أخرى (Termination I/O of other process).
- عرض الإدخال / الإخراج لعملية أخرى (View I/O of other process).
- إعطاء الأولوية لعملية إدخال / إخراج معينة (Giving priority to a particular process I/O).
جميع تعليمات الإدخال / الإخراج هي تعليمات مميزة، يجب التأكد من أنّ برنامج المستخدم لا يمكن أن يتحكم أبدًا،
