处理器管理（笔记）

                                                                        处理器管理

    处理器管理是操作系统的重要组成部分，它负责管理，调度和分派计算机系统的重要资源————处理器，并控制程序的执行。

    操作系统的基本任务是对“进程”实施管理，操作系统必须有效控制进程的执行，给进程分配资源，准许进程之间共享和交换信息，保护每个进程在运行期间免受其他进程干扰，控制进程的互斥，同步和通信。

     早期的计算机系统是基于单个处理器的顺序处理机器。程序员编写串行执行的代码，让其在处理器上串行执行，每一条指令的执行也是串行的（取指令，取操作数，执行操作，存出结果）。为了提高计算机处理速度，发展起了联想存储器系统提出了数据驱动的得思想，流水线系统解决了指令并行的问题。

计算机系统可分为四类：

1.单指令流单数据流（SISD）；

2.单指令流多数据流（SIMD）；

3.多指令流单数据流（MISD）；

4.多指令流多数据流（MIMD）。

MIMD系统划分为：共享内存的紧密耦合MIMD系统；内存分布的松散耦合MIMD系统。

根据处理器分配策略，紧密耦合MIMD系统可以分为主从式系统MSP；对称式系统SMP。

寄存器可以分为：1.通用寄存器；2.数据寄存器；3.地址寄存器；4.I/O地址寄存器；5.IO缓冲寄存器。

中断技术：中断是指程序执行过程中，有许多事件会随时发生时，终止CPU现行程序的运行，引出处理该事件的服务程序执行的过程。

中断与异常区别 ：中断是由于现行指令无关的中断信号触发的；异常是由处理器正在执行现行指令而引起的。

中断装置：发现中断源并产生中断的硬件。

硬件中断主要做以下三件事：

1.发现中断源，响应中断请求；

2.保护现场；

3.启动处理中断事件的中断处理程序，处理器状态已从目态被切换到管态。

中断处理程序做一下四件事：

1. 保护未被硬件保护的一些必须的处理状态；
2. 识别各个中断源，分析产生中断的原因；
3. 处理发生的中断事件；
4. 恢复正常操作。

2.主存储器的故障处理：

 

进程切换的步骤：

1. 保存被中断进程的处理器现场信息；
2. 修改被中断进程的进程控制块的有关信息；
3. 把被中断进程的进程控制块加入到有关队列；
4. 选择下一个占有处理器运行的进程；
5. 修改被选中进程的进程控制块的有关信息；
6. 根据被选中进程设置操作系统用到的地址转换和存储保护信息；
7. 根据被选中进程的信息来恢复处理器现场。

模式切换的步骤：

1. 保存被中断进程的处理器现场信息；
2. 根据中断号设置程序计数器；
3. 把用户状态切换到内核状态，以便执行中断处理程序。

1. 进程的创建：来源于以下四个事件：

1. 提交一个批处理作业；2.在终端上一个交互式作业登录；
2. 操作系统创建一个服务进程；4.存在的进程创建新的进程。

1. 进程的阻塞和唤醒：

1. 进程的撤销：

1. 进程的挂起和**：

注意：挂起原语既可由进程自己也可由其他进程调用，但**原语只能由其他进程调用。

并发多线程程序设计优点：1.快速线程切换；2.减少管理开销；3.通信易于实现；4.并发程度提高；5.节省内存空间；