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談一談對操作系統的理解

科技更新时间:2024-06-28 09:09:01

兩種指令

特權指令：不允許用戶程序使用（隻允許操作系統使用）如 IO 指令、中斷指令

非特權指令：普通的運算指令

兩種程序

内核程序：系統的管理者，可執行一切指令、運行在核心态

應用程序：普通用戶程序隻能執行非特權指令，運行在用戶态

處理機狀态

用戶态（目态）: CPU 隻能執行非特權指令

核心态（又稱管态、内核态）：可以執行所有指令

用戶态到核心态：通過中斷（是硬件完成的）

核心态到用戶态：特權指令 psw 的标志位，0用戶态，1核心态

原語

處在操作系統的最底層，是最接近硬件的部分

這些程序的運行具有原子性，其操作隻能一氣呵成（即原語程序不可被切割）

這些程序的運行時間都較短，而且調用頻繁

中斷和異常

1.内中斷（異常，信号來自内部）:

自願中斷﹣﹣指令中斷
強迫中斷：硬件中斷、軟件中斷（例如：0除以0)

2.外中斷（中斷，信号來自外部）:

外設請求、人工幹預（打印機等）

系統調用

系統給程序員（應用程序）提供的唯一接口，可獲得 OS 的服務，在用戶态發生，核心态處理

體系結構

大内核、微内核

信号量

信号量機制是一種有效實現進程同步和互斥的工具

信号量的物理意義

(1)信号量的值

大于0：表示當前資源可用數量
小于0：其絕對值表示等待使用該資源的進程個數

(2)信号量初值為非負的整數變量，代表資源數

(3)信号量值可變，但僅能由 P 、 V 操作來改變

P / V 操作原語

1. P 操作原語 P ( S )

(1) P 操作一次， S 值減1，即 S = S -1（消耗一個資源）（請求分配一資源）

(2)如果 S >=0，則該進程繼續執行；如果 S <0表示無資源，則該進程的狀态置為阻塞态，把相應的 PCB 連入該信号量隊列的末尾，并放棄處理機，進行等待（直至另一個進程執行 V ( S ）操作

2. V 操作原語（等待） V ( S )

(1) V 操作一次， S 值加1，即 S = S 1（釋放一單位量資源）

(2)如果 S >0，表示有資源，則該進程繼續執行；如果 S <=0，則釋放信号量隊列上的第一個 PCB 所對應的進程（阻塞态改為就緒态），執行 V 操作的進程繼續執行

談一談對操作系統的理解（關于操作系統裡的一些概念）1

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