Grafik und Speicherverwaltung

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+% bs-20150615.pdf - Lecture Slides on Operating Systems
+% Copyright (C) 2014, 2015  Peter Gerwinski
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+
+\documentclass[10pt,t]{beamer}
+
+\usepackage{pgslides}
+\usepackage{rotating}
+\usepackage{pdftricks}
+\usepackage[obeyfamily=false,mathrm=mathsf,textrm=sffamily]{siunitx}
+\usepackage{eurosym}
+
+\begin{psinputs}
+  \usepackage[latin1]{inputenc}
+  \usepackage[german]{babel}
+  \usepackage[T1]{fontenc}
+  \usepackage{helvet}
+  \renewcommand*\familydefault{\sfdefault}
+  \usepackage{pstricks}
+  \psset{unit=1cm}
+\end{psinputs}
+
+\title{Treiberentwicklung,\\[\medskipamount]Echtzeit- und Betriebssysteme}
+\author{Prof.\ Dr.\ Peter Gerwinski}
+\date{15.\ Juni 2015}
+
+\begin{document}
+
+\newlength{\normalpdfpageheight}
+\setlength{\normalpdfpageheight}{\pdfpageheight}
+
+\maketitleframe
+
+\section{Einfhrung}
+\section{Treiber}
+\section{Echtzeit}
+
+\sectionnonumber{\color{black}{\color{red}Treiberentwicklung},
+                 {\color{medgreen}Echtzeit-} und
+                 {\color{structure}Betriebssysteme}}
+
+\begin{frame}
+  \showsectionnonumber
+
+  \begin{center}
+    \begin{picture}(12,7.5)
+      \put(6,7){\makebox(0,0){Anwendungsprogramm}}
+      \put(6,6.75){\vector(0,-1){1.0}}
+      \put(6,5.5){\makebox(0,0){Systembibilothek + ggf.\ weitere Bibliotheken}}
+      \put(6,5.25){\vector(0,-1){1.0}}
+      \put(6,4){\makebox(0,0){\color{structure}Betriebssystemkern}}
+      \put(5,3.75){\vector(-1,-1){1}}
+      \put(6,3.75){\vector(0,-1){2}}
+      \put(7,3.75){\vector(1,-1){1}}
+      \put(3.75,2.5){\makebox(0,0){\color{red}Treiber}}
+      \put(3.5,2.25){\vector(-1,-1){1}}
+      \put(2.25,1){\makebox(0,0){\color{red}Gert}}
+      \put(6,1.5){\makebox(0,0){\color{structure}Hauptspeicher}}
+      \put(8.25,2.5){\makebox(0,0){\color{medgreen}Rechenzeit}}
+    \end{picture}
+  \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\section{Grafik}
+\subsection{Hardwarenahe Aspekte}
+
+\begin{frame}
+  \showsection
+  \vspace{-\smallskipamount}
+  Beispiel fr User-Space-Treiber
+
+  \bigskip
+
+  \showsubsection
+  \vspace{-\bigskipamount}
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Text- und Grafikmodi
+    \item
+      Interpretation der Bits, Bytes und Bytefolgen
+    \item
+      Interleaving
+  \end{itemize}
+
+  \medskip
+
+  Umschalten zwischen verschiedenen Modi
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Output-Ports
+    \item
+      Programme im ROM, Software-Interrupts
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{3}
+\section{Speicherverwaltung}
+\subsection{Bank Switching}
+
+\begin{frame}
+  \showsection
+  \vspace*{-\smallskipamount}
+  \showsubsection
+
+  Apple II (1977),\\
+  Commodore 64 (1982), \dots\hfill
+  \begin{picture}(0,0)
+    \put(-6,-2){\includegraphics[width=6cm]{Apple_II.jpg}}
+  \end{picture}
+
+  \medskip
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Physikalisch adressierbar: 64\,kB
+    \item
+      Bedarf nach mehr Speicher
+    \item
+      Lsung: ber Output-Port\\
+      Teile des Speichers umschalten
+    \item
+      Das Programm mu sich derweil vollstndig\\
+      in einem anderen Teil des Speichers befinden.
+  \end{itemize}
+
+  \color{red}
+  \textarrow\ Anwendung fr Grafik: \emph{mehrere oder alternierende Grafikseiten}
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{3}
+\section{Grafik}
+\subsection{Hardwarenahe Aspekte}
+\subsection{Low Level vs.\ High Level}
+
+\begin{frame}
+  \showsection
+  \vspace*{-\smallskipamount}
+  \showsubsection
+
+  Low Level
+  \begin{itemize}
+    \item
+      direkter Speicherzugriff
+    \item
+      Hardware-Beschleunigung
+  \end{itemize}
+
+  \medskip
+
+  High Level
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Portabilitt
+    \item
+      Netzwerkfhigkeit
+    \item
+      Trennung verschiedener Programme\\
+      \textarrow\ Fenster
+  \end{itemize}
+
+  \medskip
+
+  Kompromi: kontrollierter Low-Level-Zugriff
+
+  \medskip
+
+  Integration in das Betriebssystem
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Flexibilitt vs.\ Einheitlichkeit
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{3}
+\section{Speicherverwaltung}
+\subsection{Bank Switching}
+\subsection{Speichersegmentierung}
+
+\begin{frame}
+  \showsection
+  \vspace*{-\smallskipamount}
+  \showsubsection
+
+  IBM PC (1981),\\
+  IBM PC/AT (1984), \dots\hfill
+  \begin{picture}(0,0)
+    \put(-6,-2){\includegraphics[width=6cm]{IBM_PC_5150.jpg}}
+  \end{picture}
+
+  \medskip
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Physikalisch adressierbar:\\
+      1\,MB bis 16\,MB
+    \item
+      Problem: 16-Bit-Register\\
+      knnen nur 64\,kB adressieren
+    \item
+      Lsung: Segment- und Offset-Adressen
+    \item
+      Zustzlich: Lnge der Segmente einstellbar (Deskriptortabelle)\\
+      \textarrow\ Speicherschutz
+    \item
+      Konzept bernommen fr 32-Bit-Prozessoren\\
+      Physikalisch adressierbar: 4\,GB\\
+      \textarrow\ Segmente dienen nur noch dem Speicherschutz
+  \end{itemize}
+
+  \color{red}
+  \textarrow\ Anwendung fr Grafik: \emph{Grafik-Speichersegment(e)}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Virtuelle Speicherverwaltung}
+
+\begin{frame}
+  \showsection
+  \vspace*{-\smallskipamount}
+  \showsubsection
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      zustzlich zur Segmentierung (nachgeschaltet)
+    \item
+      Aufteilung des Speichers in gleich groe Kacheln -- \newterm{Pages}
+    \item
+      Speicher mu nicht wirklich vorhanden sein
+    \arrowitem
+      bei Zugriff: \newterm{Page Fault} ("`Interrupt"')
+    \arrowitem
+      Betriebssystem kann Speicher auf Platte auslagern
+    \arrowitem
+      weitere Anwendung: Dateizugriff ber "`Speicherbereich"'
+    \medskip
+    \item[\color{red}\textarrow]
+      \color{red}Anwendung fr Grafik: \emph{Frame Buffer}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\end{document}
+

src/rt-2015ss.tex

@@ -40,7 +40,7 @@
 
 \title{Treiberentwicklung,\\[\medskipamount]Echtzeit- und Betriebssysteme}
 \author{Prof.\ Dr.\ Peter Gerwinski}
-\date{18.\ und 31.\ Mai 2015}
+\date{18.\ Mai bis 8.\ Juni 2015}
 
 \begin{document}