第二章 计算机系统结构课件.ppt

第二章 计算机系统结构 第一节 计算机系统的结构 计算机系统由硬件和软件组成 （P15 图2-1-1） 任何一个计算机系统都有一个“引导程序”。 引导程序的作用 中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序 1、中断装置：特定寄存器和控制线路组成。 2、中断处理服务程序： 操作系统以两种方式为用户提供服务： 1．命令接口——用户可通过该接口向作业发出命令以控制作业的运行。 （1）联机用户接口：这是为联机用户提供的，它由一组键盘操作命令及命令解释程序所组成。 （2）脱机用户接口：用户用JCL把需要对作业进行的控制和干预，事先写在作业说明书上，然后将作业连同作业说明书一起提供给系统。当系统调度到该作业运行时，再调用命令解释程序，对作业说明书上的命令，逐条地解释执行。该接口即为批处理接口。 2．程序接口 该接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的惟一途径。 它是由一组系统调用组成，每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序，每当应用程序要求OS提供某种服务（功能）时，便调用具有相应功能的系统调用。 不同的系统其调用形式不同。 第二节 硬件环境 一、输入输出结构（P120 图6-4-1） 二、存储结构 主存储器是CPU能直接访问的唯一存储空间。 内存是随机存储器（RAM）。 辅助存储器（外存：磁盘等） 三、硬件保护 （一）输入输出保护 把影响系统安全的I/O指令定义为特权指令。特权指令只允许操作系统程序使用。 OS管理外围设备带来的好处： （二）管态和目态 管态——当CPU处于管态时可执行包括特权在内的一切机器指令。 目态——当CPU处理目态时，不允许执行特权指令。 （三）存储保护 常采用的存储保护的方法：基址寄存器和限长寄存器。 第三节 操作系统结构 一、操作系统结构设计目标 （一）正确性 （二）高效性 （三）维护性 （四）移植性 二、层次结构 OS结构的设计方法：无序模块法、内核扩充法、层次结构法及管程设计法等。 层次结构法——把整体问题分解成单向依赖的层次，由各层正确性来保证整个OS的正确性。 层次结构的主要困难： 三、用户与操作系统的接口 OS为用户提供两种接口： 1、操作员接口： （1）操作控制命令：图标、菜单等 （2）作业控制语言：批处理 2、程序接口——在程序一级使用操作系统提供的系统调用，得到OS的服务。 （1）何为系统调用？ （2）系统调用是在管态下执行。 （3）系统调用分为4类： * *