华南师范大学《操作系统原理与实践》期末知识点复习总结
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2024-01-10
22:14:20
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第零章 操作系统硬件基础
1.什么是操作系统？
是计算机硬件和应用之间的一层软件，方便我们使用硬件，如使用显存。高效的
使用硬件，如开多个终端（窗口）。
2.计算机的硬件结构
CPU、内存和外设
地址总线、数据总线、控制总线
3.CPU 结构：CPU 在逻辑上可以划分为 3 个单元，分别是控制单元、运算单元和
寄存器单元，这 3 部分由 CPU 内部总线连接起来。
CPU 的态：基本的态有 3 种：核态、用户态、管态。
核态，即操作系统核心程序运行时所处的状态。核态具有最高的特权级别。
用户态，即用户程序运行时的状态，它具有较低的特权级别，又称为目态。
管态，是一个模棱两可的中间状态，其权限介于核态和用户态之间。
用户态切换到内核态主要有 3 种情形：系统调用、异常、外部设备的中断
4.内存
内存也叫主存储器，简称主存。
内存是计算机系统存放运行时指令与数据的半导体存储器单元，通常分为只读存
储器（Read Only Memory，ROM）、随机存储器（Random Access Memory，RAM）
和高速缓存存储器（Cache）等三种类型。
5.中断系统
中断是 CPU 对突发外部事件的一种反应机制
CPU 收到外部信号（中断信号）后，停止当前工作，自动转去调用事先准备好的
中断服务程序处理外部事件，待处理完毕后再回到原来工作的中断处（断点）继
续工作的过程或机制。
中断源和分类
引起中断的原因，或者能够发出中断请求信号的来源统称为中断源。
自愿中断和强迫中断
强迫中断是指主程序没有预期的意外中断。例：外设产生的中断、程序运行的错
误、硬件意外错误等。
自愿中断是指主程序事先安排的中断。例：程序员在程序中调用访管指令访问系
统服务或资源引发的中断。
内部中断和外部中断
内部中断是由 CPU 内部事件或执行访管指令产生的。
外部中断也简称中断。外部中断由 CPU 外部的设备产生对 CPU 的请求而引发。
断点
发生中断时程序被打断的暂停点称为断点。
断点的本质就是中断发生时，主程序将要执行的下一条指令的地址，这个地址
就是中断发生时 CS（代码寄存器）和 IP（指针寄存器）两个寄存器的值。
现场
现场是指中断发生时 CPU 中相关寄存器值的集合。
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