1計算機系統(tǒng)概論

1、 Linux系統(tǒng)程序設(shè)計課程地位課程目標(biāo)掌握操作系統(tǒng)的基本原理計算機的體系構(gòu)架操作系統(tǒng)的設(shè)計原理并行性：同步，互斥具備Linux系統(tǒng)程序的開發(fā)Linux 編程環(huán)境，與文件I/O編程Linux 下多進程，多線程編程Linux 下進程間通信具備網(wǎng)絡(luò)編程能力Tcp socket 編程Udp socket 編程I/O 復(fù)用操作系統(tǒng)概論第1章1-1 基本構(gòu)成處理器(processor)主存儲器(main memory)易失性的Real memory OR primary memory輸入輸出模塊(I/O modules)二級存儲設(shè)備通信設(shè)備終端系統(tǒng)總線(system bus)為處理器，主存，和輸入/輸出

2、模塊間提供通訊的設(shè)施1-1 計算機部件:頂層視圖存儲地址寄存器(MAR)確定下一次讀寫的存儲器地址存儲緩沖寄存器(MBR)寫入存儲器的數(shù)據(jù)從存儲器中讀出的數(shù)據(jù)I/O地址寄存器(I/O AR)確定一個特定的輸入/輸出設(shè)備I/O 緩沖寄存器(I/O BR)緩存輸入/輸出設(shè)備與處理器間的交換數(shù)據(jù)程序計數(shù)器(PC)包含將取指令的地址 指令寄存器(IR)包含最近取的指令內(nèi)容 1-2 處理器寄存器用戶可見寄存器優(yōu)先使用這些寄存器，減少對主存的訪問由優(yōu)化編譯器負(fù)責(zé)C語言的”register”關(guān)鍵字控制和狀態(tài)寄存器控制處理器的操作由擁有特權(quán)的操作系統(tǒng)使用，控制程序的執(zhí)行1-2 用戶可見的寄存器有處理器執(zhí)行的機

3、器語言來引用對所有的程序都是可用的系統(tǒng)程序應(yīng)用程序寄存器的類型數(shù)據(jù)寄存器地址寄存器索引(index)通過一個基值加上一個索引值來獲得有效地址段指針(segment pointer)主存被劃分成段段的基地址+offset棧指針(stack pointer)指向棧的頂部1-2 控制和狀態(tài)寄存器對用戶不可見用于控制處理器的操作寄存器類型MAR，存儲器地址寄存器MBR，存儲器緩沖寄存器I/O AR，I/O地址寄存器I/O BR，I/O緩沖寄存器PC，程序計數(shù)器IR，指令寄存器PSW，程序狀態(tài)字條件碼有處理器硬件設(shè)置(如，算數(shù)運算結(jié)果）中斷的開關(guān)(Enable/Disable)管理/用戶模式開關(guān)其他1-

4、3 指令周期處理器執(zhí)行的程序由一組指令組成一個單一的指令執(zhí)行稱為一個指令周期一個指令的執(zhí)行需要兩個步驟處理器從存儲器讀一條指令fetch處理器執(zhí)行指令excute1-3 取指令和執(zhí)行指令取指令：處理器從程序計數(shù)器(PC)保存的寄存器地址中取指令，存放在指令寄存器(IR)中。執(zhí)行指令：處理器解析IR中的指令并執(zhí)行對應(yīng)操作。這些操作分為四類：處理器-存儲器在存儲器和處理器之間傳遞數(shù)據(jù)處理器-I/O處理器和I/O模塊間傳遞數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的算術(shù)操作和邏輯操作控制改變執(zhí)行順序1-3 理想計算機的特征注：a：指令寄存器中的存儲格式b：數(shù)據(jù)寄存器中的存儲格式1-3 程序執(zhí)行的例子將地址940的存儲單元中的內(nèi)容與地址為941的存儲單元中的內(nèi)容相加，并將結(jié)果保存在后一個單元階段總結(jié)計算機的基本構(gòu)成，處理器，主存