什么是操作系统
资源管理和管理外设、分配资源的软件是操作系统。
操作系统有两种状态:
- 内核态(也称为核心态、管态):能够访问所有硬件和指令。
- 用户态:只能使用一部分指令。
计算机的发展历史
- 第一代(1945-1955):真空管和穿孔卡片
- 第二代(1955-1965):晶体管和批处理系统
- 第三代(1965-1980):集成电路和多道程序设计
- 第四代(1980年至今):个人计算机
- 第五代(1990年至今):移动计算机
计算机硬件简介
处理器
从内存中取出指令,解码已确定操作数和其类型,接着执行,然后取值、解码并执行下一条指令。
- 程序计数器:保存下一条指令的内存地址,在指令取出后,程序计算器就被更新以便指向后续的指令。
- 堆栈指针:指向内存中当前栈的顶端。该栈包含了每个执行过程的栈帧。一个过程栈帧中保存了有关的输入参数、局部变量以及那些没有保存在寄存器中的临时变量。
- 程序状态字寄存器(PSW):包含了条件码位、CPU 优先级、模式(用户态或者核态),以及各种其他控制位。
多线程和多核芯片
多线程允许 CPU 保持两个不同的线程状态,然后在纳秒级的时间尺度内来回切换。
包含 2 个或者 4 个以上完整处理器或者内核的 CPU 芯片叫做多核芯片。
存储器
总线
参考
【1】现代操作系统@刘向群[译] 第四版