操作系统,绪论

1、主要特性

并发性、异步性、共享性
因此引入需要处理的以下问题:

  1. 提供解决资源冲突的策略和技术(资源共享,包括处理器、I/O设备、存储空间等)
  2. 协调并发活动的关系 (充分利用资源,充分发挥系统的并发性)
  3. 保证系统的安全性 (操作系统是一个共享资源系统,因此要有对应的资源保护)

2、运行环境

操作系统是管理、调度系统资源,方便用户使用的程序集合。任何一个系统在计算机上运行是要有一定条件的,或者说是要有一定的运行支持环境。操作系统是对硬件系统的首次扩充,它的运行直接依赖于系统的硬件环境,与硬件的关系尤为密切。

2.1 中央处理器

2.1.1、单机系统与多机系统

程序最终是要在处理器上执行的,计算机系统的核心是中央处理器,如果一个计算机系统只包括一个处理器,称之为单机系统,反之则为多机系统。

2.1.2、寄存器

计算机系统的处理器包括一组寄存器,其个数随机型不同而不同,它们构成了一级存储,虽然比主存储器容量要小的多,但访问速度要快的多。这组寄存器所存储的信息与程序的执行有很大的关系,构成了处理器现场。

2.1.3、程序状态字寄存器

2.1.4、机器指令

2.1.5、特权指令

2.1.6、处理器状态

那么中央处理器怎么知道当前是操作系统还是一般用户在其上运行呢,这将依赖于处理器状态的标志。在执行不同程序时,根据执行程序对资源和机器指令的使用权限把处理器设置成不同状态。
处理器状态又称为处理器的运行模式,有些系统把处理器状态划分为核心状态、管理状态和用户状态,而大多数系统把处理器状态简单的划分为管理状态(又称特权状态、系统模式、特态或管态)和用户状态(又称目标状态、用户模式、常态或目态)。
当处理器处于管理状态时,可以执行全部指令,使用所有资源,并具有改变处理器状态的能力;当处理器处于用户状态时,只能执行非特权指令。

2.2、中断技术

中断是指程序执行过程中,当发生某个事件时,中止 CPU 上现行程序的运行,引出处理该事件的程序执行的过程。现代计算机系统一般都具有处理突发事件的能力。

例如:从磁带上读入一组信息,当发现读入信息有错误时,只要让磁带退回重读该组
信息就可能克服错误,而得到正确的信息。

2.3、主存储器

目前,计算机系统均采用分层结构的存储子系统,以便在容量大小、速度快慢、价格高低诸因素中取得平衡点,获得较好的性能价格比。计算机系统的存储器可以分为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质等 7 个层次
组成了层次结构。越往后,访问速度越慢

2.4、输入输出系统

2.4.1、I/O系统

通常把 I/O 设备及其接口线路、控制部件、通道和管理软件称为 I/O 系统,把计算机的主存和外围设备的介质之间的信息传送操作称为输入输出操作。

以上这些要详细了解,可以参考微机原理书籍;

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