考點(diǎn)(9)操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境
1.特權(quán)指令與非特權(quán)指令
計(jì)算機(jī)將指令分為特權(quán)指令和非特權(quán)指令,是為了保證系統(tǒng)的安全。其中提供特權(quán)指令是為了實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的特定功能,非特權(quán)指令在操作系統(tǒng)的控制下對(duì)用戶開放。
2 CPU狀態(tài)
CPU交替執(zhí)行操作系統(tǒng)和用戶程序,大多數(shù)計(jì)算機(jī)將CPU執(zhí)行狀態(tài)分為管態(tài)和目態(tài)。通常,操作系統(tǒng)在管態(tài)下進(jìn)行,CPU在管態(tài)下可以執(zhí)行指令系統(tǒng)的全集。用戶程序只能在目態(tài)下進(jìn)行,在目態(tài)下,CPU只能執(zhí)行非特權(quán)指令。
3中斷機(jī)制
中斷,是指CPU對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的某個(gè)事件做出的一種反應(yīng),它暫停執(zhí)行程序,保留現(xiàn)場(chǎng)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序后,返回中斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行該中斷的程序。中斷的實(shí)現(xiàn)需要硬件和軟件結(jié)合完成。
中斷源分為兩大類:強(qiáng)迫性中斷和自愿性中斷。
中斷響應(yīng)是由中斷裝置完成的,是為了解決中斷的發(fā)現(xiàn)和接收問題,硬件對(duì)中斷請(qǐng)求做出響應(yīng)的過程,包括識(shí)別中斷源、保留現(xiàn)場(chǎng)和引出中斷處理程序等過程。
中斷處理過程分為4個(gè)階段:保存被中斷程序的現(xiàn)場(chǎng),分析中斷源和確定中斷原因,轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序,恢復(fù)被中斷程序的現(xiàn)場(chǎng)和繼續(xù)執(zhí)行被中斷程序。
考點(diǎn)(10)操作系統(tǒng)的功能
操作系統(tǒng)的功能可以概括為進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、作業(yè)管理、設(shè)備管理和文件管理5大功能管理。
1.進(jìn)程管理
為了描述多道程序并發(fā)執(zhí)行而引入進(jìn)程這一概念。操作系統(tǒng)通過對(duì)進(jìn)程的管理來協(xié)調(diào)多道程序之間的關(guān)系,解決對(duì)處理機(jī)的調(diào)度策略、分配實(shí)施和回收等問題,從而充分利用CPU資源。
2.存儲(chǔ)管理
主要是管理汁算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器資源。
存儲(chǔ)管理必須合理地分配內(nèi)存空間,必須實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù),以防內(nèi)存中的各程序相互干擾,同時(shí)必須采用一定的方法“擴(kuò)充”內(nèi)存,以達(dá)到有效利用內(nèi)存空間,允許多個(gè)作業(yè)共享程序和數(shù)據(jù)及能在內(nèi)存運(yùn)行任意大小的程序的目的。
3.文件管理
文件管理是操作系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的功能,因?yàn)樗苡行У貙?shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)、檢索和修改,并解決文件的共享、保密和保護(hù)問題,能夠使用戶方便和安全地訪問文件。
4.設(shè)備管理
除了CPU和內(nèi)存,設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)對(duì)所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的管理。設(shè)備管理對(duì)外圍設(shè)備中的獨(dú)占設(shè)備采用靜態(tài)分配策略,根據(jù)用戶指定的設(shè)備類型和臺(tái)數(shù)進(jìn)行分配;對(duì)于共享設(shè)備不進(jìn)行預(yù)先設(shè)備,而是根據(jù)確定的驅(qū)動(dòng)調(diào)度算法來決定當(dāng)前使用磁盤者。
5.作業(yè)管理
為用戶提供良好的使用系統(tǒng)的環(huán)境和手段,使用戶有效地組織工作流程,并促進(jìn)系統(tǒng)的高速運(yùn)行。
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