操作系统：中断与处理机调度详解

"操作系统中的中断与处理机调度" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它通过中断和处理机调度来管理系统的资源，确保系统的高效、公平和响应性。本课件主要涵盖了以下几个关键知识点： 1. **中断与中断系统** - **中断的概念**：中断是指当程序运行时遇到紧急事件，CPU暂停当前任务，转而处理该事件，然后在事件处理完毕后恢复原程序的执行。中断可以分为强迫性中断（如硬件故障、时钟中断）和自愿性中断（如系统调用、访管指令）。 - **中断装置**：硬件机构，负责识别中断源，按紧迫程度排序，并保存现场（PSW, PC）到系统栈，启动中断处理程序。 - **中断处理程序**：中断发生后执行的软件部分，用于处理中断事件。 2. **中断装置的工作流程** - **中断源与中断字**：中断源是触发中断的事件，中断字是中断寄存器中存储的相关信息。 - **中断类型与中断向量**：中断分为多种类型，如硬件故障、I/O、时钟等。中断向量包含处理程序的运行环境和入口地址，存储在内存特定位置，由操作系统初始化时设定。 3. **处理机调度** - **处理机调度**：决定哪个进程在何时获得CPU使用权的过程，目标是提高系统吞吐量、减少响应时间、优化资源利用率等。 - **调度级别与多级调度**：根据系统的需要，调度可能发生在不同的层次，例如，高级调度（作业调度）、中级调度（内存调度）和低级调度（进程调度）。 - **实时调度**：在实时操作系统中，调度策略必须保证满足严格的时限要求，确保对时间敏感的事件得到及时响应。 - **多处理机调度**：在多处理器系统中，调度问题更为复杂，需要协调多个CPU上的进程分配。 3. **系统举例** - 课件可能会提供具体的操作系统实例，解释它们如何实现中断处理和调度策略，比如在某些系统中，如何使用中断向量表来快速定位中断处理程序，或者如何设计调度算法来优化性能。 通过深入理解这些概念，学生将能够更好地掌握操作系统的运行机制，特别是在处理并发和应对突发事件时的策略。这些知识对于系统管理员、软件开发者以及任何涉及系统级编程的人来说都是至关重要的。