操作系统原理第二章(操作系统的组织结构)

一、操作系统虚拟机

       1.在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机;操作系统运行于裸机,用户程序在扩充后的机器上运行。

       2.操作命令语言:系统提供的全部操作命令的集合

                       操作命令:键盘命令、作业控制语言、图形化用户界面

                        系统功能调用(程序接口)

二、操作系统的组织结构

      1.组织化结构:描述组成系统的不同功能如何分组和交互

                       一体化结构:所有操作系统功能模块和数据结构放在一个逻辑模块中,操作系统软件任何模块间没有显示接口

                                            难以理解,难以维护,难以验证正确性;设计时只需少量分析

                       模块化结构:功能通过逻辑独立的·模块来划分,相关模块间具有良好定义的接口

                                           系统能作为抽象数据类型或对象方法来实现;存在潜在的性能退化

                       可拓展内核结构(微内核结构):策略独立模块、特定策略模块

                                            微内核:足够小,提供OS最基础的核心功能和服务

                                                          实现与硬件紧密相连的处理;实现一些较基本的功能;负责客户与服务器见得通信

                                            核外服务器:完成OS绝大部分功能,等待客户提出请求;由若干服务器或进程组成

                        层次结构:硬件--->CPU调度和信号量—>存储管理—>操作员控制台—>IO管理—>用户程序

     2.接口:他与系统内部结构密切相关,由操作系统提供给用户、用户程序或上层软件使用

     3.运行时组织结构:定义了执行过程中存在的实体类型及调用方式

                    调用给定操作系统内部例程的方式:系统功能调用、系统服务进程

三、操作系统依赖的基本内部环境

      1.CPU:CPU态:CPU的工作状态,对资源和指令使用权限的描述

                                核态:能够访问所有资源和执行所有指令,管理程序/OS内核

                                 用户态(目态):禁止使用特权指令,只允许用户程序访问自己的存储区域

                                管态(系统态):无核态时相当于核态,有核态时介于两者之间 

                  特权指令集:允许和禁止中断;在进程间切换CPU;存取用于内存保护的寄存器;

                                       执行IO操作;停止CPU的工作;从管态转回用户态

                   用户态与核态之间的转换:

                               用户态--->核态:用户请求OS提供服务;发生中断;用户进程产生错误;用户态企图执行特权指令

                                核态---->用户态:中断返回(IRET)

        2、存储器:存储程序和数据的部件

                           主存/辅存;半导体存储器、磁存储器、光存储器;RAM/ROM

                            分级存储系统:磁盘--->主存---->高速缓冲--->寄存器

         3、时钟:以固定间隔产生时钟信号,提供计算机所需节拍

                         作用:时间片;提供绝对时间;提供预定的时间间隔,WatchDog

                          类型:绝对时钟、相对时钟         

         4.中断:CPU对突发的外部事件的反应过程或机制

                      目的:实现并发活动;实现实时处理;故障自动处理

                      中断源:引起中断的事件

                      强迫性中断/自愿中断;外中断(中断)/内中断(俘获);外中断分为不可屏蔽中断和可屏蔽中断

                       中断响应过程:识别中断源;

                                               保护断点和现场;

                                               装入中断服务程序入口地址;

                                                进入中断服务程序;

                                                 恢复现场和断点;

                                                中断返回;

                        断点:程序中断的地方,将要执行的下一条指令

                        现场:程序状态字、PC、相关寄存器

                         实质:交换指令执行的地址,切换CPU态                

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/xaishujin/article/details/80604263