操作系统的运行环境.ppt

第2章操作系统的运行环境 操作系统的运行环境主要包括系统的硬件环境和由其他的系统软件组成的软件环境 以及操作系统和使用它的人之间的关系 第2章内容提要 硬件环境CPU 单 多机 管态 目态 PSW 寄存器MEM 分块 保护缓冲技术 解决CPU与设备的工作速度不匹配问题中断 概念 作用 类型 设施 响应 现场保护 处理 返回时钟 功能 绝对 相对时钟 时钟队列 见p 29 软件环境 重定位 静态 动态重定位人机接口 非联机 作业控制联机 终端命令 GUI本章习题 硬件环境 CPU 为什么需要特权指令和管态 目态程序状态字PSW 上次运行结果的标志位 CPU状态 管态 目态 中断屏蔽位 自陷 程序计数器PC等 在下面的例子中 T是自陷位 S标志管态 目态 I1 I2 I3是中断屏蔽位 N Z V C分别标志上条指令执行结果的不同特征 硬件环境 主存储器 存储器的类型 读写型 只读型存储器的编址 字节 字存储分块 资源管理和保护的基本单元存储保护界地址寄存器 上界 长度 上界 下界存储键 块带锁 PSW带钥 见p 23 图2 3 缓冲技术 如果直接在用户存区和I O设备之间进行数据交换 将会出现什么问题 缓冲技术 速度匹配 减少传输次数 硬件环境 中断技术 中断的概念中断的作用 提高系统效率和实时能力中断类型与中断逻辑 输入 输出和外部中断 程序中断 机器故障中断 访管中断响应 中断源和中断寄存器 中断屏蔽 CPU中断查询 中断向量中断现场保护 硬件和软件的分工见p 27图2 5和p 26图2 6中断处理与恢复现场 IBM PC中断逻辑与中断源 非屏蔽中断请求 中断逻辑 中断指令INTn 溢出中断INT0 除法错误中断 单步中断 中断控制器 可屏蔽中断请求 AND 开中断 AND 指令结束 中断操作 中断处理 IP CS PSW New IP New CS Old IP Old CS Old PSW 新栈顶 中断指针 中断处理过程示意图 进程A 磁盘驱动 进程C 中断 多重中断 由硬件将现场保护到 当前堆栈 由读盘系统调用保护进程A的现场或由进程A所请求设备的中断处理程序将进程C的中断现场保护到进程C的进程表中 恢复磁盘驱动进程的现场 保护到临时堆栈和从临时堆栈恢复现场 消息 进程调度 1 2 5 4 3 7 6 8 软件环境 作业和进程 p 30图2 8重定位为什么要重定位绝对地址和相对地址 逻辑空间静态重定位 编译 连接 装入 参见p 33 图2 10和图2 11 动态重定位 页面 段 为什么需要重定位 A进程 A进程 A进程 B进程 空闲区 C进程 C进程 C进程 空闲区 空闲区 空闲区 D进程 绝对和相对地址 物理和逻辑空间 相对地址 它的集合组成逻辑空间 绝对地址 它的集合组成物理空间 功能 A B后存入 100 102 104 106 108 人机接口环境 程序接口操作员接口非交互 作业控制语言 已经过时 交互 终端命令 记忆并键入 系统访问 程序运行 程序开发 文件操作 资源分配