1、操作系统操作系统（处理器管理）（处理器管理）徐锋徐锋Email: 南京大学计算机科学与技术系南京大学计算机科学与技术系主要内容主要内容什么是处理器管理？什么是处理器管理？处理器的相关知识处理器的相关知识中断技术中断技术进程与线程进程与线程处理器调度处理器调度作业管理与调度作业管理与调度低级调度低级调度什么是处理器管理？什么是处理器管理？处理器管理是操作系统的重要组成部分，处理器管理是操作系统的重要组成部分，负责负责 管理管理 、 调度调度 和和 分派分派 计算机系统的重要计算机系统的重要资源资源 处理器，并处理器，并 控制程序执行控制程序执行 。涉及两方面内容涉及两方面内容 处处 理器理器 运
2、行的程序（运行的程序（ 进进 程）程）处理器的相关知识处理器的相关知识处理器处理器寄存器寄存器机器指令机器指令处理器状态处理器状态程序状态字程序状态字 (PSW, Program Status Word)处理器处理器内部组成：内部组成： 控制器控制器 运算器运算器 寄存器寄存器 中断装置中断装置 输输 入入 /输输 出出 电电 路路 高速高速 缓缓 存存 (Cache) 寄存器寄存器通用寄存器通用寄存器数据寄存器数据寄存器地址寄存器地址寄存器I/O地址寄存器地址寄存器I/O缓冲寄存器缓冲寄存器控制寄存器控制寄存器 程序程序 计计 数器数器 指令寄存器指令寄存器 中断寄存器中断寄存器 内存和内存
3、和 I/O控制寄存器控制寄存器机器指令机器指令指令是指示计算机执行某些操作的命令，一台计算机的所指令是指示计算机执行某些操作的命令，一台计算机的所有指令的集合，称为指令系统，反映机器的功能和能力有指令的集合，称为指令系统，反映机器的功能和能力指令系统可分为：指令系统可分为： 复复 杂杂 指令系指令系 统统 (CISC)、精、精 简简 指令系指令系 统统 (RISC)指令分类指令分类 按功能分：按功能分：运算（算运算（算 术术 运算、运算、 逻辑逻辑 运算、移位运算）运算、移位运算）程序控制（程序控制（ 转转 移、子程序移、子程序 调调 用、返回）用、返回）数据数据 传传 送（一般送（一般 传传
4、 送、堆送、堆 栈栈 操作、数据交操作、数据交 换换 ）输输 入入 /输输 出指令出指令 按使用者分：按使用者分：特特 权权 指令，指令， 仅仅 供操作系供操作系 统统 内核内核 调调 用用非特非特 权权 指令指令处理器状态处理器状态特权指令的执行限制，使处理器必须能区分当前特权指令的执行限制，使处理器必须能区分当前运行的程序是操作系统还是普通应用程序运行的程序是操作系统还是普通应用程序处理器状态：处理器状态： 管理状管理状 态态 （特（特 权权 状状 态态 、系、系 统统 状状 态态 、特、特 态态 、管、管 态态 ），能），能执执 行所有机器指令行所有机器指令 用用 户户 状状 态态 （目
5、（目 标标 状状 态态 、用、用 户户 模式、常模式、常 态态 、目、目 态态 ），只），只能能 执执 行非特行非特 权权 指令指令中断导致状态转换中断导致状态转换 程序程序 请请 求操作系求操作系 统统 服服 务务 产产 生中断事件生中断事件程序状态字程序状态字 (PSW)用于区别不同的处理器工作状态用于区别不同的处理器工作状态每个程序都有一个与其执行相关的每个程序都有一个与其执行相关的 PSW，而每个处理器均设置一组相关寄存器用于而每个处理器均设置一组相关寄存器用于存储存储 PSW信息信息PSW的主要内容的主要内容 程序基本状程序基本状 态态 （程序（程序 计计 数器、条件数器、条件 码码 、状、状 态态 位位） 中断中断 码码 中断屏蔽位中断屏蔽位中断技术中断技术什么是中断？什么是中断？中断源分类中断源分类中断装置中断装置中断处理程序中断处理程序中断的优先级和多重中断中断的优先级和多重中断
