オペレーティングシステム 其の二 20170419
追試は無しだそうです
コンピュータアーキテクチャの復習
メモリ
・揮発性:電源offでデータが飛ぶ。途中結果を一時的に入れておく。この講義でのメモリはこっちのことを指す
・不揮発性:USBメモリなどの類。電源offでもデータが保存されている。
→ハードディスクとして扱う
アドレス指定で読み書きできるものを抽象メモリという
図:メモリとCPUの簡略図
・汎用レジスタは計算の途中結果を保存しておくためのもの。
・プログラムはメモリに入っている。これをloadして演算し、その結果をstoreする。
・メモリには命令もデータも入っている
→基本的にこの二つは違う領域に入っている。
・メモリは大容量低速、レジスタは小容量高速。データを格納しておくという点ではどちらも大差ない。
→特殊なことに使う特殊レジスタなるものがある。
プログラムカウンタ(PC)
・命令メモリのどこかを指している
・命令を実行すると自動で増加
・if分などでは、PCに値を代入する
スタックポインタ(SP)
・メモリのデータを入れる領域を指す
→push:SPを-1して、そのアドレスに値を代入
→pop:値を取り出して、SPを+1する
※メモリ内では上に行くほどポインタが小さくなる
関数呼び出し(PC、SPの応用)
①callの次のPCをSPに保存→関数へ移行
②関数の処理が終わり次第、PCにSPの値を代入
③callの次の命令が実行される
ここまでがコンピュータアーキテクチャの復習
CPUとI/Oデバイスの通信
・I/Oの中にもレジスタがある。これをCPUで読み書きすることで使えるようになる
・I/Oは通常複数のレジスタを持つ
-制御(control):I/Oへの命令を入れる
-状態(status):現在の状態
-データ(data):入出力データ
図:足し算機
・機能達成のためにレジスタを読み書きするためのソフトウェア
・I/Oデバイスによって機器との相性などいろいろ違うので、これをデバイスドライバが吸収する
→OSは外部機器を一緒くたに扱いたい
CPUとI/Oデバイスのやり取りの仕方には次の二種類がある
①I/Oポート:I/Oのレジスタに直接アクセスする専用命令がある
②メモリマップトI/O:メモリにアクセスする=I/Oデバイスのレジスタにアクセスする(メモリとレジスタがリンクしている=マッピングされている)
図:メモリマップトI/Oのイメージ
割り込み
ある処理を待っている間、じっと待つことは効率を考えると望ましくない(ビジーウェイト)
⇒待っている間に別の処理をしてしまう、これが割り込み
前の足し算機の例を使うと、Sレジスタの値が1になるまでずっと待っているのは非効率。その間にできることをしてしまおうということ。
割り込みの流れ
①IRQ(割り込み要求線)に電圧がかかる
②あらかじめ登録しておいた関数が実行される。この割り込みプログラムのことを割り込みハンドラと呼ぶ。
・ハンドラの登録のし直しができるようにIRQから割り込みベクタ(ハンドラが保存されているメモリのアドレスが書かれているメモリ)にアクセスし、ハンドラを実行するという二重構造をしている。このおかげで、ハンドラを複数個登録しておくことが可能。
図:割り込みベクタ
・ハンドラをただ実行するだけではいけない。もともと実行していたプログラムの途中結果を保存(退避)し、ハンドラが実行し終わったところで復帰させる。
⇒関数呼び出しと同じようなことが退避、復帰システムでも適用されている
図:退避と復帰
人間工学 其の一 20170418
人間工学が最終的に求めることとは
⇒むちゃくちゃ長持ちして最高に使い勝手がいいもの
理想自体はとても高い
マン・マシンインターフェース:効率を優先、人間の使い勝手は後回し
↓
ヒューマンインターフェース:人間を最優先、表面だけではなく脳の機能を優先
この呼び方の変化には、人間を表す言葉としてmanが不適切ということも関係しているらしい。本来、human-machine interface だったが、長いためmachineが省略された形で知れ渡っている。
人間工学へのアプローチ
①物理原則
②人間科学(人間を知る):生理学、心理学の観点から
③適用する仕事の分析⇒データを得る
④仕事にかかわっている人間の分析
③④に関しては数学的アプローチをする
①②を基礎的なアプローチ、③④を応用的なアプローチという
ただデザインをするわけではなく、人にとって使いやすいものをデザインしていく
…最近のスマホなどはただ売ろうとするだけで、インターフェース部分の発展はない
⇒機能性、インターフェース性能、スタイリッシュさ、これらすべてを兼ね備えるのはなかなか難しい
また、今ではユーザーインターフェース部分を簡単に作ることができてしまう
⇒人間工学がおろそかになっているのではないか?
研究について
・場所
→実験室(基礎研究):最適条件、理論値を出す
→人の計測を行う(ex)指の長さ、関節の長さ
→作業現場(応用研究):field dataの蓄積
・種類
→基礎:人の計測(心理的、身体的)
→応用:装置の研究
⇒視覚:ゲージ標識(道路標識はぱっと見でわかるように工夫されている)
⇒聴覚:音の大きさ、周波数
⇒制御:型、大きさ
⇒環境条件:仕事の効率との関係を調査(ex照明、温度
⇒衣服・家具:心地よさなどの評価
⇒人間行動:労働条件、作業空間
→適正試験は人間行動における人間工学といえる
・テーマ
これは人間工学だよねとわかるものから、そうでないものにまでかかわっている。環境など、以外に細かく分類されていいる。
この講義では人間科学など、分類わけをする前までやっていく
→これを知らないと、人間工学はできない
→生理的側面を前期、心理的側面を後期に行う