操作系统是计算机科学的基础组成部分,它负责管理计算机的硬件资源,协调多任务处理,并提供用户界面。在准备操作系统考试时,了解这些概念至关重要。以下是一些关键知识点的详细说明:
1. **同步与异步控制**:同步控制方式是指由统一时序信号控制的方式,使得系统中的操作同步进行。异步控制则允许不同操作以各自的速度独立进行,常用于单总线结构计算机访问主存和外设时。
2. **微周期与指令周期**:微周期是最小的时间单位,通常包含一个或多个并行执行的微操作。指令周期是CPU从主存取出并执行一条指令所需的时间,包括取指、分析和执行等阶段。
3. **CPU组件**:中央处理器(CPU)包括运算器和控制器,用于执行计算和控制计算机的操作。程序计数器(PC)用于跟踪下一条要执行的指令的地址。
4. **相容性和相斥性微操作**:在同一CPU周期中,可以并行执行的微操作被称为相容性微操作;而不能并行执行的微操作称为相斥性微操作。
5. **微程序控制器**:在微程序控制器中,每条机器指令由一段微指令序列(微程序)解释执行。微指令的地址可以通过设计者指定的判别字段或微指令的控制字段来确定。
6. **编码表示法与直接表示法**:编码表示法的微指令字通常比直接表示法的短,因为编码可以更高效地表示大量微操作命令。
7. **汇编语言程序员可见的寄存器**:在汇编语言编程中,程序计数器(PC)是可见的,因为它决定了指令的执行顺序。
8. **中断与指令执行**:在开放中断状态下,每个指令周期CPU可能需要访问内存,指令执行可能会被外部中断打断,但空操作指令不会改变寄存器内容。
9. **指令流水线**:指令流水线技术提高了CPU性能,但如果存在数据相关、条件转移或资源冲突,可能会导致流水线阻塞。数据旁路技术可以避免某些类型的流水线阻塞。
10. **总线系统**:系统总线包括地址线,用于指定主存和I/O设备的接口电路地址;数据总线的宽度定义了能够同时传输的数据量;多总线结构的计算机通常有系统总线、内存总线和I/O总线。
这些知识点涵盖了操作系统中的基本概念,如处理器控制、指令执行流程、总线结构等,是理解和解答操作系统相关问题的关键。深入理解这些概念对于备考操作系统考试至关重要。