操作系统核心概念与系统结构解析

"这篇资源是关于操作系统复习的内容，涵盖了操作系统的定义、发展历程、嵌入式系统的特点、实时性以及计算机系统结构的相关知识，包括引导程序、中断和异常处理机制等核心概念。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理并协调计算机硬件与软件资源的使用，为用户提供一个友好的交互环境。操作系统主要职责包括CPU调度、内存管理、文件系统管理和设备驱动等。操作系统内核是其核心部分，包含了这些关键功能模块。 操作系统的进化历程可以从早期的批处理系统（Batchsystem）发展到多道程序系统（Multiprogrammingsystems），再到分时系统（Time-sharing systems）和现代的嵌入式系统。嵌入式系统通常用于特定的应用场景，具有低功耗、有限内存和简化用户界面等特点，而且在实时性方面有特殊要求，分为强实时和软实时两种类型。 计算机系统启动时，首先需要Bootstrap引导程序来加载操作系统内核到内存，并将控制权转移给操作系统。引导程序不是操作系统的一部分，但它是操作系统运行的前提。中断是设备与CPU通信的关键机制，当外围设备需要CPU服务时，会发送中断信号。CPU接收到中断后，会通过中断向量表找到相应的中断服务程序（ISR）进行处理。中断向量表是一个包含所有ISR地址的表格，通过中断编号（IRQ）可以快速定位到对应的处理程序。中断处理的过程包括保存现场、执行ISR、恢复现场和返回原程序。 异常与中断类似，但异常是在执行指令期间由处理器检测到错误条件时触发，例如除以零或非法内存访问，异常是同步发生的，而中断则是由外部设备异步触发的。无论是中断还是异常，处理流程基本一致，都需要保存现场、执行相应处理然后恢复现场并返回到被中断的程序。 这个复习资源深入浅出地介绍了操作系统的基本概念和计算机系统结构中的关键机制，对于学习和理解操作系统的工作原理非常有帮助。通过这部分内容的学习，读者可以更好地理解操作系统如何协调硬件和软件，以及如何应对硬件事件和错误情况。