第二章 操作系统的运行环境.ppt

西安理工大学高科学院李杨 Emai:2099007@ 第二章第二章操作系统的运行环境操作系统的运行环境 1 计算机系统的结构计算机系统的结构 中央处理机中央处理机 计算机的存储结构计算机的存储结构 计算机系统的计算机系统的 I/O I/O 系统结构系统结构 中断技术中断技术 多道程序设计技术多道程序设计技术 2 任何系统软件都是硬件功能的延伸,并且都是建立在硬件的基础上,,,本章主要讨论操作系统要用到的基本的硬件技术和概念. 3 计算机系统的结构计算机系统的结构★★计算机系统计算机系统= =硬件硬件+ +软件软件★★软件: 软件: 系统软件、支援软件、应用软件系统软件、支援软件、应用软件★★硬件: 硬件: 中央处理器、存储器、中央处理器、存储器、 I/O I/O 控制系统及外设控制系统及外设 OS WINDOW dos . UNIX .应用程序裸机(硬件) 4 中央处理机中央处理机★★CPU CPU 是计算机系统中最核心的组成部分,它具有指令控制、是计算机系统中最核心的组成部分,它具有指令控制、操作控制、时间控制、数据据算的功能。操作控制、时间控制、数据据算的功能。★★ OS 作为一个程序要在 CPU 上运行5 CPU CPU 的组成的组成★★控制器控制器★★运算器运算器★★寄存器寄存器 6 CPU CPU 的工作状态和运行现场的工作状态和运行现场 1 1、、CPU CPU 的工作状态的工作状态 CPU 有时执行用户程序,有时执行操作系统的程序。如何识别当前的使用者是操作系统还是一般用户, 这赖于处理机状态的标识, 它将处理机工作状态划分为:管态、目态。 7 ?管态(系统态) 一般指操作系统管理程序运行的状态?简称管态,即 OS 运行态, 此时可使用特权指令和非特权指令。8 ?目态(用户态) 用户程序运行态,只允许访问用户程序自己的存贮区域,如果用户程序在执行时,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),将立即被捕俘,而被迫中止执行,然后由 OS 处理这一事件,这样保证了 OS 的权利和使其程序不会被破坏。当处理机处在目态中, 不可使用特权指令。 CPU 具体是通过什么方法,来识别处理器的状态?以及处理器何以知道它要执行哪条指令? 9 2 2、、CPU CPU 的现场的现场为了解决这些问题,所有的计算机都有若干的特殊寄存器。比如:指令计数器、程序状态字寄存器、通用寄存器和一些特殊的寄存器。他们通常用来保存 CPU 的现场信息。 10