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
-
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; -
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;
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
- 中断源:引起系统发生中断的事件;
- 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;
- 断点:程序中断的地方,将要执行的下一条指令的地址;CS:IP
- 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;栈
- 现场恢复:退出中断服务程序之后;栈
-
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)