操作系统笔记:中断与CPU利用率
操作系统笔记321详细概述了计算机系统的基本构成、指令执行的过程以及中断机制,这些都是操作系统理论中的核心概念。本文将深入探讨这些主题。 首先,计算机系统由四大主要组件构成:处理器、内存、I/O(输入/输出)模块以及系统总线。处理器作为计算的核心,执行从内存读取的指令;内存则存储数据和程序;I/O模块负责设备间的通信,如数据传输;系统总线是连接这些组件的通道,确保信息高效流通。 接着,我们讨论指令执行的流程。一个基本的指令周期包含两步:处理器从内存中读取一条指令,并执行该指令。在处理器内部,程序计数器(PC)记录下一条待执行指令的地址,而指令寄存器(IR)存储当前正在执行的指令。这个过程反复进行,构成了程序的运行。 然后,中断是操作系统中关键的概念,它允许系统在执行过程中被“打断”。中断的目的在于提高CPU的利用率,防止单个程序独占处理器资源。中断分为多种类型,包括程序中断、时钟中断、I/O中断和硬件失效中断。例如,程序中断是由软件引发的,时钟中断常用于调度任务;I/O中断是设备完成操作时通知处理器的信号;硬件失效中断则是硬件故障时的响应。 中断控制流涉及到如何处理中断请求。在无中断的情况下,程序必须等待I/O操作完成才能继续执行。然而,通过中断机制,处理器可以在I/O设备工作时执行其他任务,实现并发处理。例如,在执行WRITE系统调用时,I/O准备代码执行后,控制权返回给用户程序,而外部设备则处理数据传输。当I/O设备准备就绪,发送中断请求,处理器暂停当前程序,转而执行中断处理程序,服务I/O设备,然后恢复原程序执行。 中断处理包括保存被中断程序的状态,以备恢复,同时处理中断事件,可能是硬件事件或软件事件。处理多个中断时,有两种策略:一是禁止新中断,待当前中断处理完毕后再响应;二是允许嵌套中断,即在处理中断期间可以响应新的中断请求,这需要更复杂的管理。 操作系统笔记321涵盖了计算机系统的基础架构,以及处理器如何执行指令和如何通过中断机制实现并发处理,这些都是操作系统设计和实现中的基础知识点。了解这些内容对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。
剩余31页未读,继续阅读
- 粉丝: 34
- 资源: 318
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- JDK 17 Linux版本压缩包解压与安装指南
- C++/Qt飞行模拟器教员控制台系统源码发布
- TensorFlow深度学习实践:CNN在MNIST数据集上的应用
- 鸿蒙驱动HCIA资料整理-培训教材与开发者指南
- 凯撒Java版SaaS OA协同办公软件v2.0特性解析
- AutoCAD二次开发中文指南下载 - C#编程深入解析
- C语言冒泡排序算法实现详解
- Pointofix截屏:轻松实现高效截图体验
- Matlab实现SVM数据分类与预测教程
- 基于JSP+SQL的网站流量统计管理系统设计与实现
- C语言实现删除字符中重复项的方法与技巧
- e-sqlcipher.dll动态链接库的作用与应用
- 浙江工业大学自考网站开发与继续教育官网模板设计
- STM32 103C8T6 OLED 显示程序实现指南
- 高效压缩技术:删除重复字符压缩包
- JSP+SQL智能交通管理系统:违章处理与交通效率提升