操作系统基础-中断与进程管理解析

"该资源是屠祁教授的第三版经典操作系统基础课件，涵盖了操作系统的基本概念、硬件环境、进程管理、并行程序设计、作业和进程调度、死锁、主存贮器管理、设备管理和文件系统等多个核心主题。课程旨在帮助学生深入理解操作系统的工作原理及其在计算机系统中的重要作用。" 在操作系统中，非屏蔽中断请求是非紧急但必须立即处理的中断，这些中断通常由硬件事件触发，如定时器中断或键盘输入。中断逻辑是处理器如何响应中断的过程，它包括中断指令，允许程序在特定点暂停并转而处理中断服务例行程序。例如，INT0常用于表示外部中断0，可能是由硬件定时器产生的。溢出中断和除法错中断是处理器内部错误导致的中断，分别在运算结果超出范围或除法操作产生错误时触发。单步中断则是调试模式下每执行一条指令后触发的中断，有助于开发者逐步跟踪程序执行。 8259A是IBM-PC中使用的中断控制器，它可以管理多个可屏蔽中断请求（NMI），这些中断可以被操作系统根据需要开启或关闭。中断控制器是系统中处理中断请求的关键组件，它协调不同中断源的优先级并传递中断信号到CPU。 操作系统（OS）的定义和功能是课程的起点，讲述了OS是如何在存贮程序式计算机架构中协调硬件和软件的。OS的运行环境部分强调了硬件环境、其他系统软件的关系以及用户接口的重要性。固件和微程序设计概念则涉及了硬件级别的控制和操作系统如何通过微指令与硬件交互。 进程管理章节介绍了进程作为操作系统中基本的执行单元，包括进程状态（如就绪、运行和阻塞）、进程控制块（PCB）、进程队列以及进程同步和通信机制。在并行程序设计中，学习者会接触到如何处理并发执行的线程和进程，以及使用信号量、管程等工具来解决同步和互斥问题。 作业和进程调度部分讲解了作业的生命周期，调度算法的选择及其对系统性能的影响，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、轮转法等。死锁章节深入探讨了死锁的定义、原因和预防策略。 主存管理章节关注内存分配、实存管理和虚拟内存，确保有效利用有限的内存资源。设备管理则涉及到I/O设备的控制，包括设备分配和磁盘调度算法，如电梯调度算法。文件系统部分涵盖了文件的组织、目录结构、存储空间管理和安全性，确保数据的可靠存储和访问。 通过这门课程，学生不仅能了解到操作系统的基本原理，还能掌握实际操作系统设计和实现的关键技术，为后续的计算机网络、数据库系统等课程打下坚实基础。