系统架构与操作系统架构

本章主要介绍操作系统的硬件和软件架构,主要包含以下三部分:系统硬件架构,操作系统架构和操作系统发展



系统硬件主要有五部分组成:运算器、控制器、存储设备、输入设备、输出设备

CPU由运算器、控制器、寄存器、一级缓存与二级缓存

运算器:主要负责数据运算

控制器:主要是控制和解析指令。

寄存器和一级缓存与二级缓存:都是为了寄存数据和指令,寄存器很昂贵,缓存也比较贵。

CPU的时钟周期:即一次计算使用的时间,即计算能力的体现

可编程中断控制器:分为南桥和北桥,负责连接外部设备与CPU的设备,控制中断,指令的传输

北桥:也叫高速总线控制器,负责连接内存、CUP与南桥

数据线分为:数据总线与控制总线,现在进行复用

内存:编制的存储空间,数据和指令的暂时存储。32位cpu只支持2的32次方寻址空间,最大支持4G内存。虚拟地址空间

I/O设备:分为输入设备和输出设备

输入设备:键盘、鼠标。    输出设备:显示器。  光盘、软盘和硬盘都是辅助性存储设备,属于输出和输入设备。



操作系统:基础结构

一个完整的系统是由硬件与软件组成,硬件是操作系统的基础,软件是让硬盘按照人的要求高校的进行工作。

早期的计算机,由纸带输入,显示器进行输出,并且计算机非常昂贵。后期发明了磁盘机,大大加快了计算机的输入和输出工作。并导入了多任务系统。

多任务系统同时控制多个进程进行工作,需要对硬件资源进行合理管理,即操作系统

1、对CPU资源自行分时管理

2、对内存资源进行分段管理

3、对任务进行生命周期管理,即进程管理,也就是程序的启动、中止、结束和资源的回收和切换工作

4、对系统中断进程控制和管理

操作系统也是一种专业软件,负责协调硬件资源和程序的启动、中止和切换工作

对硬件进行控制,需要对硬件进行编程:

机器语言:即由1和0组成的能被硬件识别和使用的资源。

微码:由汇编语言编写,通过编译器编辑成机器语言

高级语言:JAVA、C等语言,

操作系统:我们说的操作系统实际上是由Kernel、库和一系列软件组成

Kernel:主要进行硬件资源的调用(System Call)。所有的程序对硬件资源的交互都必须通过Kernel进行。对指令和数据发送给硬件资源,并把计算结果反馈给程序

主要功能:进程管理、内存管理、文件系统、网络功能、硬件驱动、安全机制。

库:Kernel对资源的调用和反馈都是特别底层的调用 ,所以反馈的数据需要进一步的处理。把常用的数据调用放在一起,组成一个库。(同一个程序在不同的操作系统上不能运行,就是因为不同的操作系统的库不同,需要进行程序改造)

API:Application  Program Interface

Shell:把系统通过人能接受的界面展示给用户。分为命令行界面和图形界面

程序:由指令和数据组成

开机启动:自举,硬件逻辑----ROM----内存----CPU----检查设备                           BIOS



硬件和操作系统平台

CPU硬件按照系统架构分为:

ARM:英国Acorn计算机主要进行ARM芯片设计,高通和三星等进行生产和制造,具有高性能低能耗的特点,适合移动设备

X86 32位    AMD和Intel

X86   64位     AMD

安腾系列     Inter(收购)

alphe

UltraSparc   sun公司

Power    IBM公司设计生产,功能高,价格高

M68000即M68K,MOTO生产,能静风靡一时。

PowerPC   IBM和苹果等公司生产。

与CPU相对应的操作系统

Windows

Linux

Unix:HP-UX     Solaris(SUN)    AIX(IBM)    SCO-UNIX    Unixware

Unix基本上是自己的操作系统只能跑在自家的服务器上

时间: 2024-07-28 12:28:44

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