操作系统中的多重中断处理与概念解析

"该资源是关于操作系统课件，主要讲解了多重中断事件的处理，包括串行处理、嵌套处理和即时处理三种方法。课程由朱长征教师讲授，涉及计算机信息安全系的基础知识，是升学必考的核心课程，要求学生有微机原理、数据结构和计算机组织与体系结构的先修知识。课程包括56个课堂和实验，考核方式为笔试和平时成绩结合。参考书籍包括《操作系统教程》、《计算机操作系统》、《操作系统概念》和《操作系统基础》等。课程内容涵盖操作系统概论，如操作系统的定义、目标、作用、功能和主要特性，以及操作系统的层次结构和目标。" 在操作系统中，多重中断事件的处理是一个关键的概念。当CPU正在处理一个中断时，如果又有新的中断请求到来，系统会根据设计的策略来应对这些中断。主要有以下三种处理方式： 1. **串行处理**：也称为非嵌套中断，系统会将当前中断处理完毕后再响应新的中断。这种方式简单，但可能造成高优先级的中断长时间得不到处理，降低了系统响应速度。 2. **嵌套处理**：中断处理程序可以被另一个更高优先级的中断打断，形成中断嵌套。CPU会保存当前中断处理的状态，然后转去处理新中断，处理完新中断后再恢复并继续处理原中断。这种方式能保证高优先级中断的及时响应，但需要更复杂的硬件支持和中断管理机制。 3. **即时处理**：在某些实时操作系统中，即使在处理中断时，也会立即响应更高优先级的中断，这要求系统具有高度的实时性和并发性，通常需要硬件的支持来快速切换上下文。 操作系统的主要目标是提供方便用户使用的接口，扩大机器的功能，有效地管理资源，提高系统效率，并构建开放环境。操作系统作为用户与计算机硬件之间的桥梁，通过提供各种服务和接口，使得用户可以无需直接与硬件交互就能完成复杂的任务。此外，操作系统还扮演着虚拟计算机的角色，通过进程管理和内存管理等机制，使得多个程序能够并发执行，共享系统资源。 计算机系统的层次结构展示了用户通过操作系统、系统程序和硬件之间的交互。用户层包括各种应用程序，如财务系统、航空订票等；系统程序层包含编译器、汇编器、编辑器和数据库等；操作系统层管理硬件资源，为上层应用提供服务；而硬件层是所有软件运行的基础，包括处理器、存储设备等。 操作系统的作用与功能包括作为用户与计算机硬件的接口，提供虚拟计算机环境，管理计算机的各类资源（如CPU时间、内存、输入/输出设备等），提高系统运行效率，以及创建一个允许不同软硬件组件相互协作的开放环境。操作系统通过调度算法、内存管理和文件系统等机制，确保多任务的并发执行和资源的有效利用，同时为用户提供友好的交互界面和丰富的应用程序支持。