Tài liệu PDF Nervous System

Sự thiển cận trong Marketing Realtime Operating Systems Concepts and Implementation of Microkernels for Embedded Systems Dr. Jürgen Sauermann, Melanie Thelen 2 Contents List of Figures .v List of Tables .vi Preface 1 1 Requirements 3 1.1 General Requirements .3 1.2 Memory Requirements 3 1.3 Performance .4 1.4 Portability 5 2 Concepts .7 2.1 Specification and Execution of Programs 7 2.1.1 Compiling and Linking .7 2.2 Loading and Execution of Programs .11 2.3 Preemptive Multitasking 12 2.3.1 Duplication of Hardware .12 2.3.2 Task Switch .14 2.3.3 Task Control Blocks 16 2.3.4 De-Scheduling .19 2.4 Semaphores .21 2.5 Queues .26 2.5.1 Ring Buffers 26 2.5.2 Ring Buffer with Get Semaphore 28 2.5.3 Ring Buffer with Put Semaphore 29 2.5.4 Ring Buffer with Get and Put Semaphores .30 3 Kernel Implementation .33 3.1 Kernel Architecture .33 3.2 Hardware Model 34 3.2.1 Processor .34 3.2.2 Memory Map .35 3.2.3 Peripherals .35 3.2.4 Interrupt Assignment .36 3.2.5 Data Bus Usage .36 3.3 Task Switching 39 3.4 Semaphores .46 3.4.1 Semaphore Constructors 46 ii 3.4.2 Semaphore Destructor .46 3.4.3 Semaphore P() .46 3.4.4 Semaphore Poll() .48 3.4.5 Semaphore V() 49 3.5 Queues .51 3.5.1 Ring Buffer Constructor and Destructor .51 3.5.2 RingBuffer Member Functions 52 3.5.3 Queue Put and Get Functions 53 3.5.4 Queue Put and Get Without Disabling Interrupts 53 3.6 Interprocess Communication .54 3.7 Serial Input and Output .59 3.7.1 Channel Numbers 62 3.7.2 SerialIn and SerialOut Classes and Constructors/Destructors 63 3.7.3 Public SerialOut Member Functions .65 3.7.4 Public SerialIn Member Functions 69 3.8 Interrupt Processing .71 3.8.1 Hardware Initialization 71 3.8.2 Interrupt Service Routine 73 3.9 Memory Management .77 3.10 Miscellaneous Functions Nervous System Nervous System Bởi: OpenStaxCollege As you read this, your nervous system is performing several functions simultaneously The visual system is processing what is seen on the page; the motor system controls your eye movements and the turn of the pages (or click of the mouse); the prefrontal cortex maintains attention Even fundamental functions, like breathing and regulation of body temperature, are controlled by the nervous system The nervous system is one of two systems that exert control over all the organ systems of the body; the other is the endocrine system The nervous system’s control is much more specific and rapid than the hormonal system It communicates signals through cells and the tiny gaps between them rather than through the circulatory system as in the endocrine system It uses a combination of chemical and electrochemical signals, rather than purely chemical signals used by the endocrine system to cover long distances quickly The nervous system acquires information from sensory organs, processes it and then may initiate a response either through motor function, leading to movement, or in a change in the organism’s physiological state Nervous systems throughout the animal kingdom vary in structure and complexity Some organisms, like sea sponges, lack a true nervous system Others, like jellyfish, lack a true brain and instead have a system of separate but connected nerve cells (neurons) called a “nerve net.” Flatworms have both a central nervous system (CNS), made up of a ganglion (clusters of connected neurons) and two nerve cords, and a peripheral nervous system (PNS) containing a system of nerves that extend throughout the body The insect nervous system is more complex but also fairly decentralized It contains a brain, ventral nerve cord, and ganglia These ganglia can control movements and behaviors without input from the brain Compared to invertebrates, vertebrate nervous systems are more complex, centralized, and specialized While there is great diversity among different vertebrate nervous systems, they all share a basic structure: a CNS that contains a brain and spinal cord and a PNS made up of peripheral sensory and motor nerves One interesting difference between the nervous systems of invertebrates and vertebrates is that the nerve cords of many invertebrates are located ventrally (toward the stomach) whereas the vertebrate spinal cords are located dorsally (toward the back) There is debate among evolutionary biologists as to whether these different nervous system plans evolved separately or 1/15 Nervous System whether the invertebrate body plan arrangement somehow “flipped” during the evolution of vertebrates The nervous system is made up of neurons, specialized cells that can receive and transmit chemical or electrical signals, and glia, cells that provide support functions for the neurons There is great diversity in the types of neurons and glia that are present in different parts of the nervous system Neurons and Glial Cells The nervous system of the common laboratory fly, Drosophila melanogaster, contains around 100,000 neurons, the same number as a lobster This number compares to 75 million in the mouse and 300 million in the octopus A human brain contains around 86 billion neurons Despite these very different numbers, the nervous systems of these animals control many of the same behaviors—from basic reflexes to more complicated behaviors like finding food and courting mates The ability of neurons to communicate with each other as well as with other types of cells underlies all of these behaviors Most neurons share the same cellular components But neurons are also highly specialized—different types of neurons have different sizes and shapes that relate to their functional roles Like other cells, each neuron has a cell body (or soma) that contains a nucleus, smooth and rough endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, mitochondria, and other cellular components Neurons also contain unique structures for receiving and sending the electrical signals that make communication between neurons possible ([link]) Dendrites are tree-like structures that extend away from the cell body to receive messages from other neurons at specialized junctions called synapses Although some neurons not have any dendrites, most have one or many dendrites The bilayer lipid membrane that surrounds a neuron is impermeable to ions To enter or exit the neuron, ions must pass through ion channels that span the membrane Some ion channels need to be activated to open and allow ions to pass into or out of the cell These ion channels are sensitive to the environment and can change their shape accordingly Ion channels that change their structure in response to voltage changes are called voltage-gated ion channels The difference in total charge between the inside and outside of the cell is called the membrane potential A neuron at rest is negatively charged: the inside of a cell is approximately 70 millivolts ... in a computer system. Hardware and software cooperate in a computer system to accomplish complex tasks. The nature of that cooperation and the purpose of various hardware components are important prerequisites to the study of software develop- ment. Furthermore, computer networks have revolutionized the manner in which computers are used, and they now play a key role in even basic software development. This chapter explores a broad range of com- puting issues, laying the founda- tion for the study of software development. ◗ Describe the relationship between hardware and software. ◗ Define various types of software and how they are used. ◗ Identify the core hardware compo- nents of a computer and explain their purposes. ◗ Explain how the hardware compo- nents interact to execute programs and manage data. ◗ Describe how computers are con- nected together into networks to share information. ◗ Explain the impact and significance of the Internet and the World Wide Web. ◗ Introduce the Java programming language. ◗ Describe the steps involved in pro- gram compilation and execution. ◗ Introduce graphics and their repre- sentations. chapter objectives This book is about writing well-designed software. To understand software, we must first have a fundamental understanding of its role 1 computer systems 2 CHAPTER 1 computer systems 1.0 introduction We begin our exploration of computer systems with an overview of computer processing, defining some fundamental terminology and showing how the key pieces of a computer system interact. basic computer processing A computer system is made up of hardware and software. The hardware compo- nents of a computer system are the physical, tangible pieces that support the com- puting effort. They include chips, boxes, wires, keyboards, speakers, disks, cables, plugs, printers, mice, monitors, and so on. If you can physically touch it and it can be considered part of a computer system, then it is computer hardware. The hardware components of a computer are essentially useless without instructions to tell them what to do. A program is a series of instructions that the hardware executes one after another. Software consists of programs and the data those programs use. Software is the intangible counterpart to the physical hardware components. Together they form a tool that we can use to solve problems. The key hardware components in a computer system are: ◗ central processing unit (CPU) ◗ input/output (I/O) devices ◗ main memory ◗ secondary memory devices Each of these hardware components is described in detail in the next section. For now, let’s simply examine their basic roles. The central processing unit (CPU) is the device that executes the individual commands of a program. Input/output (I/O) devices, such as the keyboard, mouse, and monitor, allow a human being to interact with the computer. Programs and data are held in storage devices called memory, which fall into two categories: main memory and secondary memory. Main memory is the stor- age device that holds the software while it is being processed by the CPU. Secondary memory devices store software in a relatively permanent manner. The most important secondary memory device of a typical computer system is the hard disk that resides inside the main computer box. A floppy disk is similar to a hard disk, but it cannot store nearly as much information as a hard disk. Floppy A computer system Domain Name System (DNS)  Định nghĩa DNS  Thuật ngữ trong DNS  Kỹ thuật phân giải địa chỉ  Hỏi đáp Thành viên: Lê Thị Minh Thùy Hoàng Văn Đức Thông Văn Đức Sơn Hà Định nghĩa Domain Name System(DNS)  Nhiệm vụ cơ bản nhất của DNS là đổi hostname thành IP address  Ví Dụ: Đổi “en.wikipedia.org”,thành địa chỉ IP_” 66.230.200.100”  DNS được so sánh như “phone book” của Internet Cây phân cấp DNS Cây Phân Cấp DNS  Ý tưởng:Phân phát trách nhiệm gán tên miền và ánh xạ chúng thành địa chỉ IP cho 1 server có thẩm quyền Cây Phân Cấp DNS  Domain names sắp xếp thành cây, cắt thành nhiều vùng, mỗi vùng được quản lý bởi 1 server cụ thể.  Không gian tên miền chứa 1 cây tên miền. Cây con chia thành nhiều vùng.  Một vùng chứa tập hợp các node liên quan được quản lý bởi DNS nameserver chính thức Cây Phân Cấp DNS  Mỗi node hay lá trên cây có 1 hay nhiều bảng nguồn,chứa thông tin liên quan đến tên miền  Chú ý 1 nameserver đơn có thể làm chủ nhiều vùng Cách thức DNS làm việc  Muốn tìm kiếm đến node.Thiết bị phân tích biết liên lạc với NameServer bằng cách gửi DNS requests,và nhận DNS reponses. Cấu trúc gói tin DNS ID QR Opcode AA TC RD RA Z Rcode QDcount ANcount NScount ARcount Domain Name  1 domain name thường chứa một hay nhiều phần(được gán là nhãn),ngăn cách bởi dấu chấm.  Nhãn phải nhất chuyển đến vùng cao nhất(top- level domain)  Mỗi nhãn cho đến phía trái định nghĩa sự chia nhỏ hay là vùng con của vùng trên nó Ví Dụ: wikipedia.org biểu hiện vùng con của vùng org,và en.wikipedia.org biểu hiện vùng con của miền wikipedia.org. Domain Name Server  Domain Name Server chứa 1 tập có phân cấp DNS Server  DNS Server có quyền công bố tên miền và nameserver của những vùng dưới nó.  Sự phân cấp tầm kiểm soát của DNS Server tương hợp với sự phân cấp miền. [...].. .Domain Name Server (2)  Được chia làm 2 loại: + Primary DNS Server (PDS): xác thực thông tin chính thức tên miền mà nó được phép quản lý + Secondary DNS Server (SDS): lưu trữ dự phòng cho vùng và cho PDS Kỹ thuật phân giải địa chỉ  Theo lý thuyết,1 tên hostname đầy đủ có một vài phân đoạn tên(ví dụ:ahost.ofasubnet.ofabiggernet.inadomain.exa mple)   Khi truy vấn, DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền  DNS là mộthệ thống đượcsử dụng trên Internet để dịch tên củacácmiềnvàcácnútmạng đượcquảng cáo công cộng của chúng thành các địachỉ IP.  Mộtmiềnlàmộtnhómcácmáytínhđượckếthợpvới nhau bởivị trí địalýhay loạicôngviệc/kinh doanh củachúng.  Hệ thống tên miền đượcthiếtlậptheomộthệ thống phân cấp, tạoracácDNS server ở các cấp độ khác nhau.  Ví dụ: http://www.ntu.edu.vn/cntt/ DNS 1-1 DNS: Hệ thống tên miền Domain Name System:  c ơ s ở d ữ li ệ uphântán đượccài đặtdựatrênhệ thống phân cấp củanhiều name servers  giao th ứ c ở t ầ ng ứ ng d ụ ng để cho các host, routers, name servers giao tiếp để phân gi ả i names (dịch địachỉ/tên)  lưuý: mộtchứcnăng cốtlõicủa Internet, đượccàiđặtnhư là giao thứctầng ứng dụng  độ phứctạptại“biên”của mạng Người: nhiều định danh:  CMND, tên, số hộ chiếu Internet hosts, routers:  Địachỉ IP (32 bits) – đượcsử dụng để đánh địa chỉ cho các gói dữ liệu  “tên”, ví dụ, ww.yahoo.com – đượcsử dụng bởicon người Q: ánh xạ giữa địachỉ IP và tên? DNS 1-2 DNS Tạisaokhôngtậptrung DNS?  hư hỏng tạimột điểm đơn  khốilượng lưulượng  cơ sở dữ liệutậptrungở xa  vấn đề duy trì không m ở r ộ ng đ ượ c! Các dịch vụ củaDNS  Dich tên củatrạm thành địachỉ  Bí danh (aliasing) cho trạm  các tên chuẩn (canonical) và bí danh  Bí danh cho mail server  Phân phốitải  các Web servers bản sao: tậpcácđịachỉ IP cho mộttênchuẩn/tên thật (canonical name) DNS 1-3 Cơ sở dữ liệuphâncấp, phân tán Root DNS Servers com DNS servers org DNS servers edu DNS servers poly.edu DNS servers umass.edu DNS servers yahoo.com DNS servers amazon.com DNS servers pbs.org DNS servers DNS 1-4 Client muốn địachỉ IP của www.amazon.com:  Client truy vấnmộtmáychủ gốc (root server) để tìm com DNS server  Client truy vấn com DNS server để có được amazon.com DNS server  Client truy vấn amazon.com DNS server để có được địachỉ IP của www.amazon.com DNS: Các máy chủ tên gốc (root name servers) DNS 1-5  đượcliênhệ bởimáychủ tên cụcbộ (local name server) khi nó không thể phân giảitên  máy chủ gốc có thể hoạt động như sau:  liên hệ vớimáychủ tên có thẩm quyền (authoritative name server) nếuánhxạ tên không đượcbiết đến  lấyánhxạ tên  trả lạiánhxạ tên cho máy chủ tên cụcbộ  Nhận xét? b USC-ISI Marina del Rey, CA l ICANN Los Angeles, CA e NASA Mt View, CA f Internet Software C. Palo Alto, CA (and 17 other locations) i Autonomica, Stockholm (plus 3 other locations) k RIPE London (also Amsterdam, Frankfurt) m WIDE Tokyo a Verisign, Dulles, VA c Cogent, Herndon, VA (also Los Angeles) d U Maryland College Park, MD g US DoD Vienna, VA h ARL Aberdeen, MD j Verisign, ( 11 locations) 13 máy chủ tên gốc trên thế giới TLD và Authoritative Servers DNS 1-6  Top-level domain (TLD) servers: chịu trách nhiệmcho các tên miền com, org, net, edu, vv…, và tấtcả các tên miềnquốcgiacấpcaonhấtnhư vn, kr, uk, fr, ca, jp.  Network solutions duy trì các máy chủ tên cho com TLD  Educause cho edu TLD  Authoritative DNS servers: các máy chủ DNS củacác tổ chức, cung cấpsự ánh xạ theo thẩm quyềngiữatên trạmvàđịachỉ IP cho các máy chủ củatổ chức(vd, Web và mail server).  Có thể được duy trì bởitổ chứchoặcnhàcungcấp dịch vụ Máy chủ tên cụcbộ (Local Name Server) DNS 1-7  Không hoàn toàn thuộcvề hệ thống phân cấp  Mỗi ISP (ISP cấp địaphương, công ty, trường đạihọc…) có mộtmáychủ tên cục bộ.  Còn đượcgọi là “default name server”  Khi mộttrạmthựchiệnmộttruyvấnDNS, truy vấn đósẽ đượcgởi đếnmáychủ tên cụcbộ củanó  Đóng vai trò như là mộtproxy (ủy quyền), chuyểntiếptruyvấn đếnhệ thống phân cấp. DNS: System vnn vnn com com edu edu gov gov com com edu edu gov gov uk uk fr fr vn vn . . DNS 1-8 Phân giải tên DNS 1-9  http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/network/evaluate/technol/tcpipfund/tcpipfund_ch08.m spx Resolver/Thiết bị giải  Các chương trình DNS client được dùng để tra cứu thông tin tên DNS. Name Sự thiển cận trong Marketing Realtime Operating Systems Concepts and Implementation of Microkernels for Embedded Systems Dr. Jürgen Sauermann, Melanie Thelen 2 Contents List of Figures .v List of Tables .vi Preface 1 1 Requirements 3 1.1 General Requirements .3 1.2 Memory Requirements 3 1.3 Performance .4 1.4 Portability 5 2 Concepts .7 2.1 Specification and Execution of Programs 7 2.1.1 Compiling and Linking .7 2.2 Loading and Execution of Programs .11 2.3 Preemptive Multitasking 12 2.3.1 Duplication of Hardware .12 2.3.2 Task Switch .14 2.3.3 Task Control Blocks 16 2.3.4 De-Scheduling .19 2.4 Semaphores .21 2.5 Queues .26 2.5.1 Ring Buffers 26 2.5.2 Ring Buffer with Get Semaphore 28 2.5.3 Ring Buffer with Put Semaphore 29 2.5.4 Ring Buffer with Get and Put Semaphores .30 3 Kernel Implementation .33 3.1 Kernel Architecture .33 3.2 Hardware Model 34 3.2.1 Processor .34 3.2.2 Memory Map .35 3.2.3 Peripherals .35 3.2.4 Interrupt Assignment .36 3.2.5 Data Bus Usage .36 3.3 Task Switching 39 3.4 Semaphores .46 3.4.1 Semaphore Constructors 46 ii 3.4.2 Semaphore Destructor .46 3.4.3 Semaphore P() .46 3.4.4 Semaphore Poll() .48 3.4.5 Semaphore V() 49 3.5 Queues .51 3.5.1 Ring Buffer Constructor and Destructor .51 3.5.2 RingBuffer Member Functions 52 3.5.3 Queue Put and Get Functions 53 3.5.4 Queue Put and Get Without Disabling Interrupts 53 3.6 Interprocess Communication .54 3.7 Serial Input and Output .59 3.7.1 Channel Numbers 62 3.7.2 SerialIn and SerialOut Classes and Constructors/Destructors 63 3.7.3 Public SerialOut Member Functions .65 3.7.4 Public SerialIn Member Functions 69 3.8 Interrupt Processing .71 3.8.1 Hardware Initialization 71 3.8.2 Interrupt Service Routine 73 3.9 Memory Management .77 3.10 Miscellaneous Functions Economic Systems Economic Systems Bởi: OpenStaxCollege Vladimir Ilyich Lenin was one of the founders of Russian communism J.P Morgan was one of the most influential ... the autonomic nervous system that often have opposing effects: the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system 11/15 Nervous System The sympathetic nervous system is responsible... Peripheral Nervous System The peripheral nervous system (PNS) is the connection between the central nervous system and the rest of the body The PNS can be broken down into the autonomic nervous system, ... the limbic system thalamus cerebellum parietal lobe C Which part of the nervous system directly controls the digestive system? parasympathetic nervous system central nervous system spinal