逻辑结构

逻辑结构的种类
整体式结构
  • 以模块为单位构建
  • 特点
    模块设计、编码和调试独立;
    模块调用自由;
    模块通信以全局变量形式完成;
  • 缺点:信息传递随意,维护和更新困难;
层次结构
  • 所有功能模块按照调用次序排成若干层,相邻层间只有单向依赖和单向调用;
  • 分层原则
    硬件相关——最底层;
    外部特性——最外层;
    中间层——调用次序或消息传递顺序;
    共性的服务——较低层;
    活跃功能——较低层;
  • 层次结构的优点
    结构清晰,避免循环调用;
    整体问题局部化,系统的正确性容易保证;
    有利于操作系统的维护、扩充、移植;
微内核结构
  • 操作系统 = 微内核 + 核外服务器
  • 微内核:足够小,提供OS最基本的核心功能和服务;
    ①.实现与硬件紧密相关的处理;
    ②.实现一些较为基本的功能;
    ③.负责客户和服务器间的通信;
  • 核外服务器:完成OS的绝大部分服务功能,等待应用程序提出请求;
    ①.由若干服务器或进程共同构成

CPU的态

CPU态
  • CPU的工作状态;
  • 对资源和指令使用权限的描述;

动态分类

  • 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
    仅能访问部分资源,其他资源受限;
    用户程序;

  • 管态
    介于核态和用户态之间;

  • 用户态和核态之间的转换

  1. 用户态向核态转换
    用户请求OS提供服务;
    发生中断;
    用户进程产生错误(内部中断);
    用户态企图执行特权指令;
  2. 核态向用户态转换
    一般是执行中断返回:IRET

存储器

分类
  • 按存储器(半导体存储器)读写工作方式 分类
    RAM
    ROM
  • 按照 存储元的材料
    半导体存储器(常作为主存)
    磁存储器(磁带、磁盘)
    光存储器(光盘)
  • 按照 和CPU的联系
    主存:直接和CPU交换信息;
    辅存:不能直接和CPU交换信息;

中断

中断定义
  • 指CPU对突发的外部事件的反应过程或机制;
  • CPU收到 外部信号(中断信号) 后,停止当前工作,转去处理该外部事件,处理完毕后回到原来工作的 中断处(断点) 继续原来的工作;
    操作系统原理——操作系统的逻辑结构
引入中断的目的:
  • 实现并发活动;
  • 实现实时处理;
  • 故障自动处理;
中断的一些概念
  1. 中断源:引起系统发生中断的事件;
  2. 中断类型:
  • 强迫性中断和自愿中断
    强迫性中断:程序没有预期;
    自愿中断:程序有预期的;
  • 外中断和内中断
    外中断:由CPU外部事件引起;
    (不可屏蔽中断:中断的原因很紧要,CPU必须响应;
    可屏蔽中断:中断原因不是很紧要,CPU可以不响应;)
    == 内中断==:由CPU内部时间引起;
  1. 断点:程序中断的地方,将要执行的下一条指令的地址;CS:IP
  2. 现场:程序正确运行所依赖的信息集合
  • 现场保护:进入中断服务程序之前;
  • 现场恢复:退出中断服务程序之后;
  1. 中断响应过程
    识别中断源——>保护断点和现场——>装入中断服务程序的入口地址(CS:IP)——>进入中断服务程序——>恢复现场和断点——>中断返回(IRET)

相关文章: