计算机系统组成及其体系结构
处理器、内存、接口、网卡、控制器、光盘、软盘、硬盘
内存系统 Memory Systems
所有的程序在运行的时候首先要装入到内存
主存 Main Memory
- 硬件的构成：RAM（只读存储器）ROM（随机访问存储器）
- 实际地址空间 real address space
或称作物理地址空间，按字节编制Bytes
RAM&ROM
保留用于设备或以后它用 - 高速缓冲Cache Memories(存储可能访问的数据，增加速度)
因内存寻址访问效率和局部性原理（时间局部性和空间局部性）而引入
由硬件管理，对软件不可见
输入输出系统
用户指令集体系结构 User ISA
寄存器架构
- 通用寄存器、特定类型寄存器（如浮点数）
- 专用寄存器（PC、链接/栈指针/条形码/循环计数存储器）
内存架构
- 逻辑/虚拟地址空间（指令）
1. 线性编址 eg.0x0000 0000-0x8000 0000-0xFFFF FFFF
2.分段编址 eg. 0#-15#分段基址-段寄存器值
用户指令——运算型
- 内存存取指令、分支跳转指令
- 整数算数、逻辑及移位指令
- 浮点指令
系统指令集体系结构及陷入机制
启动特权级别来对操作系统进行保护
系统指令集体系结构System ISA
系统寄存器架构（用户指令访问系统指令）
- 系统时钟寄存器、陷入与中断寄存器
- 陷入与中断屏蔽寄存器、页/段表指针寄存器
处理器资源管理支持
- 虚拟地址空间到物理地址空间的映射（页表&TLB）
I/O资源管理支持
- I/O设备寻址与I/O指令*（端口的访问指令输入和输出）
陷入与中断
陷入
- 指令执行时因异常情况（如运算溢出、缺页、违规内存访问、非法操作码等）产生的控制迁移副效应
- 陷入流程（异常-设置陷入寄存器-查看陷入屏蔽寄存器裁决-终止“陷入”指令并置处理器准确状态-保存程序计数及各寄存器值-处理器置特权模式并交操作系统控制权- 操作系统保存未被硬件保存的“陷入”进程的关键状态信息，经分析转特定异常陷入处理例程，待完成返回后恢复现场和转原“陷入”进程“异常”指令处继续执行）
- 另“系统调用”式陷入（访管指令 int 21H/int 0x80）
中断
- 由相对于当前执行进程的外部事件（如I/O操作、定时）引起。与特定指令执行无关
陷入和中断的处理方式相似
操作系统硬件基础举例说明
IA-32体系结构说明
系统寄存器架构
- 标志寄存器EFLAGS（通用标志、系统标志）
- 内存管理寄存器 GDTR、IDTR、LDTR、TR
- 控制寄存器CR0、CR1、CR2、CR3 、
保护模式内存管理
- 内存寻址（分段寻址技术）
- 地址变换（分段【段选择符->段描述符】+分页）
- 内存保护（全局/局部描述符表、特权级）
中断和异常处理
中断向量与中断描述符表、中断源与异常源
任务管理（任务状态段）
操作系统其它硬件基础举例说明
