Skip to content

(二)操作系统-运行环境

Published: at 11:08:29

硬件环境

处理器(CPU)

特权指令:

处理器的状态

  1. 核心状态
  2. 管理状态
    • 管态(管理态)——可以执行全部指令
  3. 用户程序状态(目标状态)
    • 目态(问题态)——只能执行非特权指令

程序状态字(PSW)

一个专门用来指示处理器状态的寄存器

程序状态字的内容

存储保护

对主存中的信息严格保护,是操作系统和其他程序正确运行的基本条件之一

常用的存储器保护机制:

  1. 界地址寄存器(界限寄存器) 在CPU中设置一对界限寄存器来存放该作业在主存中的下限和上限地址

  2. 存储键 每个存储块有一个与其相关的由五位二进位组成的存储保护键 左边四位——存储保护键 最右边一位——取保护位

    ![1](https://i.loli.net/2021/04/20/e2udN5vXMVZR1WS.png)

缓冲技术

使用缓冲技术的原因:CPU处理数据速度与设备传输数据速度不相匹配,用缓冲区来缓解这种速度矛盾。

缓冲区信息可供多个用户共同使用和反复使用

中断技术

中断概念

中断的作用

中断类型

中断响应

实质:交换指令执行地址和处理器状态,以达到如下目的:

  1. 保留程序断点及有关信息
  2. 自动转入相应的中断处理程序执行

CPU如何响应中断

何时响应:指令周期最后时刻接受中断请求

如何知道提出中断请求的设备或中断源

大型机的中断优先级

中断屏蔽

有时在CPU上运行的程序,由于种种原因,不希望其在执行过程中被别的事件所中断,称为中断屏蔽。

大型机中,在PSW中设置中断屏蔽码

微型机中,PSW中建立中断禁止位

中断处理

硬件和软件配合处理

IBM-PC的中断处理过程

  1. 将处理器的程序状态字PSW压入堆栈
  2. 将指令指针IP和程序代码段基地址寄存器CS的内容压入堆栈,以保存被中断程序的返回地址
  3. 取来被接受的中断请求的中断向量地址,以便转入中断处理程序
  4. 按中断向量地址把中断处理程序的程序状态字取来,放入处理器的程序状态字寄存器中

时钟分类

地址转换

相关概念:

查看更多操作系统系列

(一)操作系统-概述

(二)操作系统-运行环境

(三)操作系统-进程管理

(四)操作系统-多线程

(五)操作系统-进程间的交互

(六)操作系统-处理器调度及死锁

(七)操作系统-主存储器管理

(八)操作系统-虚拟存储管理

(九)操作系统-设备管理

(十)操作系统-文件系统