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[系统运维]408考研之操作系统 第一章 计算机系统概述

第一章 计算机系统概述

1、操作系统的基本概念

**操作系统是管理计算机硬件的程序。**从用户的视角看,操作系统设计的主要目标是用户使用方便;从计算机的角度看,操作系统是个控制程序,它负责管理和分配计算机系统的资源。

2、操作系统的特征

并发共享是操作系统两个最基本的特征。

并发:两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

共享:资源共享,统一资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。

虚拟:把一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物。

异步:程序不是一口气执行完毕,而是走走停停,以不可预知的速度向前推进。(进程间需要同步或互斥)

3、接口

命令接口:组织和控制作业的执行。

程序接口:由一组系统调用(广义指令)组成。用来请求操作系统服务。

4、操作系统的分类

单道批处理

多道批处理

分时操作系统

实时操作系统:硬实时(高铁、飞机自动控制),软实时(火车票系统)

5、中断和异常的概念

现代操作系统是中断驱动的。

中断:外中断,通常是与当前指令执行无关的事件(I/O处理已完成、时间片已到)。

异常:内中断,源自CPU执行指令内部的事件(访存缺页、除数为0),异常不能被屏蔽,一旦出现应立即处理

6、中断处理的过程

中断隐指令:

  • 关中断
  • 保存断点:程序计数器PC的值
  • 引出中断服务程序:中断向量保存着中断服务程序(不同的中断有不同的程序)的入口地址,将该地址送入PC

中断服务程序:

  • 保存现场和屏蔽字:现场信息如程序状态寄存器PSWR和某些通用寄存器。
  • 开中断:允许多重中断
  • 执行中断服务程序
  • 恢复现场和屏蔽字
  • 开中断、中断返回:中断服务程序的最后一条指令通常是中断返回指令

7、操作系统的运行模式

用户态:执行用户代码

核心态:执行操作系统代码

访管指令:在用户态使用,程序的运行由用户态转到核心态

用户态到核心态的转换是由硬件完成的(中断隐指令)。

从核心态到用户态的转换是由操作系统程序执行后完成的(中断服务程序)。

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