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计算机系统
操作人员
不属于计算机系统,是计算机最外层使用人者
计算机软件
组成
系统软件
操作系统(OS)
定义
管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支撑的一种系统软件
作用
管理计算机系统资源
硬件资源
中央处理器、主存储器、外围设备
软件资源
程序、数据
为用户提供方便的使用接口
扩充硬件功能
如:提供虚拟支持
资源管理角度划分功能
处理器管理
按照不同场景对处理器进行分配调度
存储管理
对主存储器进行管理
分配主存空间和实现重定位
保护用户在主存储器的程序和数据不被破坏
提供虚拟存储,扩充主存空间
文件管理
面向用户实现按名存取
设备管理
管理外围设备的分配、启动、故障处理及实现虚拟设备
使用接口
程序员接口
通过“系统调用”使用系统功能
一组系统功能调用
操作系统编制许多不同功能的子程序供用户程序执行调用称为系统功能调用程序--简称【系统调用】
如:读文件、写文件、分配主存、启动I/O
'访管指令'
一条目态下执行指令
产生
编译程序把源程序编译为目标程序时把源程序中需要调用操作系统功能的逻辑要求转换而来
执行
1. 处理器执行到访问指令产生一个中断事件,
中断装置把操作系统程序的PSW送入程序状态字寄存器
2. 实现用户程序与系统调用程序之间的转换
处理器状态又原来的目态执行用户程序切换到管态运行操作系统的系统调用程序
3. 系统调用结束后再返回用户程序执行
系统调用功能完成后,操作系统又把用户程序的PSW重新送入程序状态字寄存器,处理器又返回到目态执行用户程序
操作人员接口
通过操作控制命令提出控制要求
一组操作控制命令
控制作业编译、装配、运行等
形成的基本类型
批处理操作系统
20世纪50年代实现第一个‘单道批处理系统’
20世纪60年代实现‘多道批处理系统‘
分时操作系统
20世纪60年代出现
实时操作系统
20世纪60年代出现
发展过程
微机操作系统
20世纪70年代伴随微处理技术的发展形成,‘单用户微机操作系统‘ 如:MS-DOS
网络操作系统
为计算机网络配置的操作系统
实现各台计算机系统之间的通信及网络资源共享
分布式操作系统
并行计算的发展,20世纪80年代逐步形成
环形结构
星型结构
树形结构
C/S模式 对用户来说主要特点
统一性
透明性
嵌入式操作系统
多应用领域渗透,不再以独立物理设备存在,嵌入到各应用生产系统
特点
微型化
实时性
常见使用系统
windows
unix
liunx
自由软件
继承unix优点并实现优秀改进创造
多任务多用户的通用的操作系统
特点
与具体的应用领域无关,具有广泛性 如:操作系统 编译程序
支撑软件
支撑其他软件的开发维护 如:IDE
应用软件
特定应用领域的专用软件如:Mail
特点
提供对计算机的友好使用
调度指挥管理计算机系统资源
定义
人与计算机硬件之间的接口界面
计算机硬件
计算机系统最内层
组成
中央处理器
对信息进行高速运算和处理
CPU执行指令分类
特权指令
定义
把不允许用户程序中直接使用的指令
如:I/O指令 设置时钟、设置控制寄存器等
非特权指令
CPU两种工作状态
目态
目态下不允许执行特权指令
管态
可执行特权指令在内的一切指令
操作系统占用中央处理器时应处于管态,用户程序占用中央处理器应处于目态
程序状态字(Program Status Word) PSW
CPU识别执行指令是按管态或目态执行的标识
作用
控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态
内容组成
程序基本状态
指出下一条指令存放地址
指令执行结果特征  ---条件码
目态/管态设置
等待/计算 状态
中断码
保存程序执行时当前发生的中断事件
中断屏蔽位
发生中断事件时,是否响应出现的中断事件
程序状态字寄存器
当前运行程序的PSW的寄存器
操作系统调用程序运行时,首先是把程序状态字PSW放入程序状态字寄存器中,然后处理器根据状态字寄存器中的指令地址和设置控制程序执行
存储器
主存储器
被中央处理器直接访问
辅助存储器
输入输出控制系统
外围设备与主存储器信息传统的桥梁
输入输出设备