中国计量大学计算机操作系统-第4章(2016-2017-1)PPT课件
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第四章冯·诺依曼(Von Neumann)模型我们现在将抽象层次再提高一层,下面我们将在第三章逻辑结构的基础上,运用判定元件和存储元件来构建被约翰·冯·诺依曼(John V on Neumann)在1946年首次提出的基本计算机模型。
4.1 基本组件为了让计算机完成一项工作,我们需要两样东西:为了完成工作,说明计算机必须做的事情的计算机程序,和执行这项工作的计算机。
计算机程序由一组指令组成,每一条指令说明了计算机执行的一件明确定义的工作。
指令是计算机程序中规定的可执行的最小的一件工作。
也就是说,计算机要么执行指令所说明的工作,要么就什么也不做,计算机并不奢侈于一次可以执行多条指令。
冯·诺依曼在1946年提出了一个处理计算机程序的基本的计算机模型。
图4.1显示了其基本组件。
我们对冯·诺依曼的原图进行了一点打破常规的改变,并做了一些修饰。
这个模型由5个部分组成:存储器,处理单元,输入,输出,控制单元。
程序被放在计算机存储器内。
指令执行的顺序控制是由控制单元来实现的。
我们将对这五个部件一一进行描述。
4.1.1 存储器回忆在第三章我们看到的一个简单的22×3存储器,它由逻辑门和锁存器组成。
更现实的今天的计算机系统的存储器一般是228×8位的。
这是今天的计算机的典型存储方式,一共有228个存储单元,每个存储单元可以存储8个比特。
我们说这样一个存储器有228个不同存储单元的地址空间和8位的寻址能力,我们称这样的存储器是一个256兆字节(缩写为MB)的存储器。
“256兆字节”是说有228个存储单元,“字节”是指每个存储单元里可以存储8个比特。
字节(byte)表示8个比特的信息量,就像一个加仑用来表示四夸脱一样。
我们注意到用k位可以表示2k项。
要确定228个地址,就必须使用28位二进制数表示。
在第五章,我们将开始讨论LC-3的指令集结构。
我们将看到LC-3的地址空间是216,寻址能力是16位。
计算机操作系统第四版课件contents •计算机操作系统概述•进程管理•内存管理•文件系统•设备管理•操作系统安全与保护目录01计算机操作系统概述存储器管理处理机管理程控制、进程同步、进程通信和定义设备管理设备,包括设备驱动、设备无关性、缓冲管理和虚拟设备等。
文件管理早期操作系统批处理系统分时系统030201实时系统系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
网络操作系统和分布式操作系统网络操作系统是基于计算机网络的,是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件,包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用;分布式操作系统是管理分布式系统资源的软件,它负责分布式系统中全部软、硬件资源的分配与调度,保证系统高效、可靠地运行,并提供各种系统服务。
计算机硬件与软件的关系硬件是计算机系统的物质基础,软件是计算机系统的灵魂。
没有软件的计算机被称为“裸机”,裸机是无法工作的。
硬件和软件相互依存,缺一不可。
硬件和软件协同发展,共同推动计算机技术的进步。
随着半导体技术、集成电路技术和微处理器技术的发展,计算机硬件的性能不断提高,成本不断降低,使得计算机软件的开发和应用得以广泛普及。
同时,软件技术的不断发展也促进了硬件技术的不断进步,例如操作系统的发展推动了计算机体系结构的变革,数据库技术的发展促进了存储技术的进步等。
02进程管理进程的概念与特性010203进程的状态与转换进程的状态就绪状态、执行状态、阻塞状态。
进程的状态转换就绪->执行、执行->阻塞、阻塞->就绪。
进程状态转换的原因时间片到、等待事件发生、资源分配等。
进程控制块PCB PCB包含的信息PCB的作用1 2 3进程同步进程通信实现进程同步与通信的机制进程同步与通信03内存管理位于CPU 内部,速度最快,容量最小,用于存放指令和数据。
寄存器高速缓存(Cache )主存(内存)磁盘(外存)位于CPU 和主存之间,速度较快,容量较小,用于存放CPU 近期可能用到的数据和指令。