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1. 计算机系统有4个组成部分:计算机硬件,操作系统,系统程序与应用程序和用户。
2. 什么是操作系统?(不同观点)
4.定义操作系统
5. 计算机系统的操作
引导程序:通常位于ROM或者EEPROM,称为计算机硬件中的固件。用来初始化系统的所有部分(CPU寄存器,设备控制器和内存)。
中断:硬件可随时通过系统总线向CPU发出信号,出发中断。软件通过系统调用(或者其他特别操作)触发中断。
中断处理程序:发出中断请求的那个程序。
指针表:通常位于低地址内存(前100左右的位置),包含各种设备的中断处理子程序的地址。这种地址的数组或中断向量可通过唯一设备号来索引,以提供设备的中断处理子程序的地址。
中断处理程序需要修改处理器状态,如修改寄存器的值,以明确保存当前状态并在返回之前恢复状态。处理中断之后,保存的返回地址被装入程序计数器,中断程序重新开始。
6. 存储结构
一个典型指令执行周期如下:
7.I/O结构
I/O操作如下所示:
如果是读操作,返回的可能是数据或者数据的指针,如果是其他操作,返回的可能是状态信息。
计算机系统体系结构
8. 单处理系统:由一个主CPU执行一个通用指令集,包括来自于用户进程的指令;绝大多数系统还包括其他特定目的的处理器,可能以专用设备处理器的形式出现,也可能以通用处理器的形式出现,所有专用处理器运行一个受限的指令集,不运行用户进程,有时由操作系统管理,操作系统将任务信息发送给这些处理器。
9.多处理器系统,也成为并行系统(parallel system)或紧耦合系统(tightly coupled system),这类系统含有多个通信CPU,共享计算机总线。其优点如下:
10. 多处理器系统主要有两种类型:非对称多处理(asymmetric multiprocessing)和对称多处理(symmetric multiprocessing,SMP)。
11. 集群系统
操作系统结构
12. 操作系统最重要的一点是要有多道程序处理能力。多道程序设计通过组织作业(编码或数据)使CPU总有一个作业在执行,从而提高了CPU的利用率。
分时系统(或多任务):
是多道程序设计的延伸。在分时系统中,虽然 CPU 还是通过在作业之间的切换来执行多个作业,但是由于切换频率很高,用户可以在程序运行期间与之进行交互。
分时操作系统采用 CPU 调度和多道程序设计以提供用户分时计算机的一小部分 。
14. 装入到内存井执行的程序通常称为进程 。
该池由所有驻留在磁盘中需要等待分配内存的作业组成。如果多个作业需要调入内存但没有足够的内存, 那么系统必须在这些作业中做出选择,这样的决策被称为作业调度 (job scheduling) 。
16. 如果有多个任务同时需要执行,那么系统必须做出选择,这样的选择称为 CPU 调度 。
17.在分时操作系统中,操作系统必须保证合理的响应时间,这有时需要通过交换来得到。交换时进程被换入内存或由内存换出到磁盘-------实现这一目的更常用的方法是使用虚拟内存。
虚拟内存:允许将一个执行的作业不完全放在内存中。主要的优点是程序可以比物理内存大,将内存抽象成一个庞大且统一的存储数组。
分时操作系统也必须提供文件系统。文件系统驻留在一组磁盘上,因此也必须提供磁盘管理。
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