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计算机操作系统基础知识-1

程序员文章站 2022-06-24 11:13:57
操作系统的定义 操作系统是一个大型的系统程序。他提供了一种用户接口方便用户控制计算机。他负责为应用程序分配和调度软硬件资源,控制应用程序并发活动,帮助用户存取和保护信息。 操作系统功能 1. 进程管理(CPU管理) 进程控制:创建,暂停,唤醒,撤销 进程调度:调度策略,优先级 进程通信 2. 内存管 ......

操作系统的定义

操作系统是一个大型的系统程序。他提供了一种用户接口方便用户控制计算机。他负责为应用程序分配和调度软硬件资源,控制应用程序并发活动,帮助用户存取和保护信息。

操作系统功能

  1. 进程管理(cpu管理)
  • 进程控制:创建,暂停,唤醒,撤销
  • 进程调度:调度策略,优先级
  • 进程通信
  1. 内存管理功能
  • 内存分配
  • 内存共享
  • 内存保护
  • 虚拟内存
  1. 设备管理
  • 设备的分配和调度
  • 设备无关性
  • 设备传输控制
  • 设备驱动
  1. 文件管理
  • 存储空间管理
  • 文件操作
  • 目录操作
  • 文件和目录的存取权限管理

60年代硬件两个重大进展

  • 中断技术:cpu收到外部信号(中断信号)后,停止当前工作转去处理外部事件,处理完毕后再回到原来工作中断处(断点)继续工作。
  • 通道技术:专门处理外设和内存之间的数据传输的处理机。(外设和内存直接交换数据)

操作系统逻辑结构

cpu态

  1. 支持操作系统最基本硬件架构
  • cpu
  • 内存
  • 中断
  • 时钟
  1. cpu态(mode)
  • cpu工作状态
  • 对资源和指令使用权限的描述
  1. 态的分类
  • 内核态(kernel mode)
能够访问所有资源和执行所有指令
管理程序/ os内核
  • 用户态(user mode)
仅能访问部分资源,其他资源受限
用户程序
  • 管态(supervisor mode):介于内核态和用户态之间
  1. 用户态和核态间的转换
  • 用户态转核态
用户请求os提供服务
发生中断
用户进程产生错误(内部中断)
用户态企图执行特权指令
  • 核态转用户态
一般是中断返回:iret

中断机制

  1. 中断定义

  2. 中断源和中断类型
  • 中断源:引起系统中断的事件。
  • 中断类型:
强迫型:程序没有预期,如io、外部中断
自愿型:程序有预期的,如执行访管指令
  1. 中断响应程序
(1)识别中断源
(2)保护断点和现场
(3)装入中断服务程序的入口地址
(4)进入中断服务程序
(5)恢复现场和断点
(6)中断返回
  1. 中断响应实质
  • 交换指令执行地址
  • 交换cpu的态