操作系统第二章作业

发布 2022-07-14 13:26:28 阅读 8722

1、 一般的处理器由运算器、控制器、一系列的寄存器以及高速缓存构成。运算器实现任何指令中的算术和逻辑运算,是计算机计算的核心;控制器负责控制程序运行的流程,包括取指令、维护cpu状态、cpu与内存的交互等;寄存器是指令在cpu内部作处理的过程中暂存数据、地址以及指令信息的存储设备,在计算机的存储系统中它具有最快的访问速度;高速缓存处于cpu和物理内存之间,一般由控制器中的内存单元管理,它的访问速度快于内存,低于寄存器,它利用程序局部性原理使得高速指令处理和低速内存访问得以匹配,从而大大地提高了cpu的效率。

我认为这些部件全和操作系统有关,操作系统要对处理器进行管理,就要对处理器进行控制,然后输送数据到运算器,得到返回的结果,这样重复着使用。而处理器的各个部件是相互联系,不可分割的。

2、 多数系统将处理器工作划分为管态和目态。

管态:操作系统管理程序的状态,具有较高的特权级别,又称为特权态、系统态。

目态:用户程序运行时的状态,具有较低的特权级别,又称为普通态、用户态。

3、 容量、速度和成本三个目标不可能达到同时达到最优,需要做权衡,存取速度越快,每比**格越高;容量越大,每比**格越低,存取速度也会变慢。因此,我们就采用层次化的存储体系结构,如图:

当沿着层次下降时,每比特的**将下降,容量将增大,速度将变慢,而处理器的访问频率也将下降。

4、一、读写型的存储器:可以把数据存入其中任一地址单元,并且可在以后的任何时候把数据读出来,或者重新存入另外的数据的一种存储器。主要用作存放随机存取的程序和相关数据。

二、只读型的存储器:只能从其中读取数据,但不能随意地用普通的方法向其中写入数据的存储器。通常把一些常驻内存的模块以微程序形式固化在rom中。

5、时间局部性,空间局部性。基于这一原理,就有充分的理由设计多级存储的体系结构,通过访问频率的控制提高存储系统的效能。

6、对内存中的信息加以严格的保护,是操作系统及其他程序不被破坏,是其正确运行的基本条件之一。

存储保护的实现方法:1、界地址寄存器。 2、存储键。

8、作用:缓冲技术是解决部件之间速度不匹配问题。

工作:每当用户要求输入数据时,先在缓冲区中寻找,如果已经在缓冲区,即可直接从中读取,如果不在,就再访问内存,由内存输入到缓冲区再由用户使用。

9、中断:计算机在执行期间,系统内或系统外发生异步事件,使得cpu暂时中止当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序,待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。

中断能迫使处理器去执行各中断处理程序,而这个中断处理程序的功能和作用可以根据系统的需要、想要处理的预定的异步事件的性质和要求以及输入输出设备的特点进行安排设计。所以中断对现在计算机很重要。

10、中断一般处理过程:

1,设备给处理器发了个中断信号。

2,处理器处理完处理完当前指令后响应中断,这个延迟非常短,要求处理器没有关闭中断。

3,处理器发送中断应答信号。

4,处理器将pc和psw压入栈。

5,根据中断设置加载新的pc。

6,中断处理程序剩余状态信息。

7,中断处理程序处理中断。

8,回复被中断成簇的上下文。

9,恢复到老的psw和pc的值。

多个中断的处理一般有两种策略:

一,当处理一个中断时禁止中断,此时系统将任何新发生中断置之不理。在这期间发生的中断将保持挂起。

二,中断按优先级分级,允许较高的中断打断优先级较低的中断处理过程。这样的中断优先级技术奖引起处理的嵌套,只要合适的定义定义中断优先级别,方法一的弊端可以克服。

11、操作系统会定制一个较完备的中断系统,使得中断映射到不同的处理器的中断机制上去。

13、一、程序控制i/o技术。特点:i/o处理单元处理请求动作并设置i/o状态中的相关位,它不中断处理器,也不给任何处理器任何警告信息,而由处理器定期轮询i/o单元的状态,直到处理完毕。

二、中断驱动i/o技术。 特点:当i/o处理单元准备好与设备交互的时候,通过物理信号通知处理器,即中断处理器。

三、dma技术。 特点:通过系统总线中的一个独立控制单元自动地控制成块数据在内存和i/o单元之间的传送。

四、通道。 特点:独立于**处理器的、专门负责数据i/o传输的处理单元。它对外设实现统一管理,代替cpu对i/o操作进行控制,使cpu和外设可以并行工作。

14、时钟为计算机完成以下必不可少的工作:

1、在多道程序运行的环境中,它可以为系统发现一个陷入死循环的作业,从而防止机时的浪费。

2、在分时系统中,用间隔时钟来实现作业间按时间片轮转。

3、在实时系统中,按要求的时间间隔输出正确的时间信号给一个实时的控制设备。

4、定时唤醒那些要求延迟执行的各个外部时间。

5、记录用户使用各种设备的时间和记录某外部事件发生的时间间隔。

6、记录用户和系统所需要的绝对时间,即年、月、日。

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