孙钟秀 操作系统PPT ch2-21处理器.ppt

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1、第二章 处理器管理操作系统教程(第4版)第二章 处理器管理2.1 中央处理器 2.2 中断技术2.3 进程及其实现2.4 线程及其实现2.5 Linux进程和线程2.6 Windows 2003进程和线程2.7 处理器调度2.8 作业的管理与调度2.9 处理器调度算法2.10 Linux调度算法2.11 Windows 2003调度算法2.1中央处理器2.1.1处理器2.1.2程序状态字寄存器2.1.1 处理器1单处理器和多处理器系统共享存储(紧密耦合)多处理机系统和分布存储(松散耦合)多处理机系统。2 寄存器(1)计算机系统的处理器包括一组寄存器，其个数根据机型的不同而不同，它们构成了一级存

2、储，比主存容量小，但访问速度快。这组寄存器所存储的信息与程序的执行有很大关系，构成了处理器现场。寄存器(2)通用寄存器-EAX，EBX，ECX和EDX指针及变址寄存器-ESP，EBP，ESI及EDI段选择符寄存器-CS、DS、SS、ES、FS、GS 指令指针寄存器和标志寄存器-EIP、EFLAGS控制寄存器-CR0，CR1，CR2和CR3 外部设备使用的寄存器3 特权指令与非特权指令(1)机器指令的集合称指令系统(1)数据处理类指令；(2)转移类指令；(3)数据传送类指令；(4)移位与字符串指令；(5)I/O类指令。特权指令与非特权指令(2)从资源管理和控制程序执行的角度出发，必须把指令系统中

3、的指令分作两部分：特权指令和非特权指令。特权指令是指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令，如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清主存、建立存储键，加载PSW等。4 处理器状态(1)处理器怎么知道当前是操作系统还是一般用户程序在运行呢?处理器状态标志:管理状态（特权状态、系统模式、特态或管态）和用户状态（目标状态、用户模式、常态或目态)。处理器状态的转换。处理器处于管理状态时，程序可以执行全部指令，使用所有资源，具有改变处理器状态的能力；处理器处于用户状态时，程序只能执行非特权指令Intel Pentium的处理器状态有四种，支持4个保护级别，0级权限最高，3级权限最低 4 处理器状态

4、(2)或者叫做或者叫做两种基本模式两种基本模式用户模式用户模式很少权力的模式很少权力的模式用户程序执行的模式用户程序执行的模式系统模式系统模式,控制模式控制模式,或核心模式或核心模式更多特权的模式更多特权的模式操作系统核心程序执行的模式操作系统核心程序执行的模式4 处理器状态(3)处理器的模式处理器的模式 改变改变1.用户模式用户模式系统模式系统模式2.系统模式系统模式用户模式用户模式3.访管指令访管指令2.1.2 程序状态字(1)计算机如何知道当前处于何种工作状态？这时能否执行特权指令？通常操作系统都引入程序状态字PSW（Program Status Word）来区别不同的处理器工作状态PS

5、W用来控制指令执行顺序并保留和指示与程序有关的系统状态，主要作用是实现程序状态的保护和恢复每个程序都有一个与其执行相关的PSW，每个处理器都设置一个PSW寄存器。程序占有处理器执行，它的PSW将占有PSW寄存器 程序状态字(2)PSW寄存器包括以下内容：程序基本状态：(1)程序计数器；(2)条件码；(3）处理器状态位。中断码。保存程序执行时当前发生的中断事件。中断屏蔽位。指明程序执行中发生中断事件时，是否响应出现的中断事件。IBM360/370系列计算机程序状态字的基本格式 XX X X XXXX X X XXXXXX8位系统屏蔽4位CMWP字段4位程序屏蔽4位保护键16位中断码字段指令长和条件码24位指令地址Intel Pentium程序状态字Intel Pentium中，PSW由标志寄存器EFLAGS和指令指针寄存器EIP组成，均为32位。EFLAGS的低16位称FLAGS，标志可划分为三组：状态标志、控制标志、系统标志。