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操作系统的定义.ppt

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,操作系统的定义 操作系统的功能 操作系统的特征 操作系统的作用 操作系统的性能指标 操作系统提供的基本服务和用户接口,系统调用分类: (1)进程和作业管理; (2)文件操作; (3)设备管理; (4)内存管理; (5)信息维护; (6)通信。 系统调用的实现要点: (1)编写系统调用处理程序; (2)设计一张系统调用入口地址表,每个入口地址都指 向一个系统调用的处理程序,有的系统还包含系统 调用自带参数的个数; (3)陷入处理机制需开辟现场保护区,以保存发生系统调用时的处理器现场。,系统调用的参数传递: (1)由访管指令或陷入指令自带参数,包括直接参数和间接参数。 (2)通过CPU的通用寄存器传递参数,或在内存的一个块或表中存放参数,其首地址送入寄存器,实现参数传递。 (3)在内存中开辟专用堆栈区域传递参数。 系统调用与过程(函数) 调用的区别: (1)调用形式; (2)被调用代码的位置; (3)提供方式; (4)调用的实现。,中央处理器(CPU) 处理器系统:计算机系统的心脏和核心是中央处理器,根据处理器的数量,分为两类系统: 单处理器系统:一个计算机系统只包括一个运算处理器。 多处理器系统:一个计算机系统有多个运算处理器。 计算机系统分为4类(弗林分类法): 单指令流单数据流SISD: 单指令流多数据流SIMD: 多指令流单数据流MISI: 多指令流多数据流MIMD:,寄存器: 寄存器的种类:特权指令与非特权指令 机器指令的集合称指令系统,反映了一台机器的功能和处理能力。指令分为以下五类:(1)数据处理类指令;(2)转移类指令;(3)数据传送类指令;(4)移位与字符串指令;(5)I/O类指令。 处理器状态: 管理状态(特权状态、系统模式、特态或管态)和用户状态(目标状态、用户模式、常态或目态)。处于管理状态时,程序可以执行全部指令,使用所有资源,具有改变处理器状态的能力。处于用户状态时,程序只能执行非特权指令。如果程序在执行时,企图访问OS所在的区域或想使用某个特权指令 (如改变指令计算器的内容),就立即被捕俘,而被迫中止的执行,然后,由OS处理这一事件,这样保证了OS的权利并使程序不会被破坏。,程序状态字寄存器: PSW寄存器的内容: 程序基本状态:(1)程序计数器;(2)条件码;(3)处理器状态位。 中断码: 中断屏蔽位: 状态标志: 控制标志: 系统标志:,中断技术 中断定义: 中断需求: 中断源: 中断机制的共性: 中断的作用: 能充分发挥处理机的使用效率: 提高系统的实时处理能力: 从中断事件的性质和激活的手段来说,中断源可以分成两类: 强迫性中断事件: 自愿性中断事件: 按照中断信号的来源,可把中断分为外中断和内中断两类: 外中断(又称中断): 内中断(又称异常):,中断和异常的区别: 中断是由与现行指令无关的中断信号触发的(异步的),且中断的发生与CPU处在用户模式或内核模式无关,在两条机器指令之间才可响应中断,一般来说,中断处理程序提供的服务不是为当前进程所需的,如时钟中断、硬盘读写服务请求中断; 异常是由处理器正在执行现行指令而引起的,一条指令执行期间允许响应异常,异常处理程序提供的服务是为当前进程所用的。异常包括很多方面,有出错(fault),也有陷入(trap)。 出错和陷入的区别: 它们发生时保存的返回指令地址不同,出错保存指向触发异常的那条指令,而陷入保存指向触发异常的那条指令的下一条指令。 从异常返回时,出错会重新执行那条指令,而陷入就不会重新执行那条指令。如缺页异常是一种出错,而陷入主要应用在调试中。 硬中断和软中断: 中断装置: 中断装置的功能: 发现中断源。 保护现场。 启动中断处理程序。,中断处理程序: 处理中断事件的程序称为中断处理程序。它的主要任务是处理中断事件和恢复正常操作。 不同中断源对应不同中断处理程序,故快速找到中断处理程序的入口地址是一个关键问题。 中断处理程序的四项工作: 保护未被硬件保护的一些必需的处理状态。 识别各个中断源,分析产生中断的原因。 处理发生的中断事件。 恢复正常操作。 中断事件的处理: 硬件故障中断事件的处理: 程序性中断事件的处理: 时钟中断的处理: 控制台中断事件的处理: I/O中断的处理: 自愿中断事件的处理:,中断优先级和多重中断: 中断的优先级: 中断的屏蔽: 多重中断事件的处理: (1)禁止再发生中断:运行中断处理程序时,对任何新产生的中断不予理睬,这可以通过屏蔽某些中断来实现。 (2)高优先级中断的处理:对必须处理且优先级更高的中断源,允许在运行中断例行程序时,可响应这些中断,系统负责保护被中断的中断处理例行程序的现场,再转向处理新中断的例行程序。 (3)响应并进行程序性中断处理:运行中断处理例行程序时,如果出现任何程序性中断,一般情
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