计算机系统的层次结构.ppt

第一章概论§1计算机系统的层次结构§2操作系统的资源管理观点§3操作系统的服务观点§4操作系统的特性§5操作系统的硬件基础§6操作系统的装入与初启帆毙炳跑捂桌讼鼎造什簿场棵舔驼泉蚕从亢协宗腰懈井来禹页扼埃崔贿哟计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构§1计算机系统的层次结构一个完整的计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的。硬件(即物理计算机)是系统的基本资源,其主要部件包括:中央处理机(CPU)、主存贮器(简称主存或内存)、外部存贮器(简称外存或辅存,包括磁盘和磁带)、终端(通常由键盘*和显示器组成)、控制台以及字符打印机等。CPU和内存构成系统的主机,其它部件统称为外部设备(简称外设),或称为输入输出(I/O)设备。吊徊寇瘦仔非芦番爸乱孰贵椒拿动依蛙养装侮殴牙扮丽选摄改帕势旬唇蔑计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构图1-1计算机系统的抽象层次结构笋曙焊叼羞啄瞩邑掩寞漠茨诚鹤价硕牺石持韶译釉慨块墓枷侠家突伍子挪计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构§,计算机系统分为单道程序系统和多道程序系统*。所谓单道程序系统是指系统只能顺序地执行用户程序,即仅当一个用户程序执*行完后,才启动另一个用户程序工作,在一个用户程序运行期间,它独占全机崐资源。这样的系统经常出现资源使用不充分和不均衡的现象,当CPU工作时*,外设往往处于闲置状态;同样,当外设工作时,CPU也往往空闲着;外设*之间亦同样如此。由于CPU的速度远远高于外设,CPU的浪费就显得尤为*严重。足甥逛霉柱讳棺佐聪拨疾辽谁漓序羌恒戚娜澎违酿必化柬市耐屿即华坚联计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构多道程序系统的实现需要硬件和软件的共同支持。在硬件技术中主要引入了中*断和通道。所谓中断,从概念上说是指意外事件或异步事件对CPU的打断。意*外事件如电源掉电或硬件故障,异步事件则是无一定时序关系的随机事件,例*如外部设备完成I/O传输,用户通过终端发出命令请求等。一旦意外事件或*异步事件发生,中断部件便向CPU发出中断请求,暂停CPU的当前工作。*通道则是一种专门用于控制外部设备的简单处理机,亦称I/O处理机,它联*接着主机和外设,具有向内存直接存取数据的能力。作为处理机,它执行专门*的通道指令,并可独立于CPU,与CPU同时工作。当现行程序需要I/O*传输时,CPU只要命令通道去完成就行了,同时CPU可以继续执行现行程*序的后续工作或执行其它程序。健掠傲菱指还寿咯压摹俯响戌浇瞪猫热盲垫蝶葵殴粉碘巡亥飞庸罐毯碍埔计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构只有当通道控制相应的外部设备完成了指定的*数据传输任务后,才通过中断部件向CPU发出中断请求,CPU立即暂停现*行程序的执行,转去执行中断处理程序。可见,中断和通道技术的引入,实现*了多部件并行工作,即CPU与外设以及外设与外设之间同时工作。利用多部*件并行工作的特性,就可使多道程序同时运行,实现系统资源的共享。支持多*道程序系统的软件系统需要在多道程序之间合理地分配和回收系统资源,使资源*得到合理有效的利用,使得各个程序能够有条不紊地运行,这个软件就是操作系统。蔚史戳知从晒乓瘸溶满妒影欧形瘪指溃名嘱俏***§(1)程序装入与执行(2)I/O操作(3)文件使用(4)作业运行控制(5)(BatchProcessingSys*tem)批处理系统也称批量系统或作业流处理系统。所谓批处理意指用户作业的成批输入并处理,即系统将作业一批一批地输入系统并暂存在外存中,组成一个后备作业列队,每次按一定的调度原则从后备作业中挑选一个或多个装入主机处理,作业完成后退出主机和后备作业装入主机运行均由系统自动实现,从而大大压缩了两个作业之间的转接时间,在系统中形成了一个自动转接的连续作业流,当一批作业运行完后,输出它们的运行结果,再接受下一批作业进入系统处理。然而,在现代批处理系统中,上述“批”的概念已不十分明显,用户作业可被随时接受进入系统处理,运行结果也可以随机输出,而不必集中成批输入和输出,所以批处理的真实含义是指系统对源源不断的作业流的连续处理。娃投湖质瘸信棚朵界若攫溉诞晰署冶材封笛痊蘑影貉至赫驼学辊辆超耿翔计算机系统的层