处理器管理
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按照中断信号的来源，可把中断分为外中断和内中断两类： 外中断(又称中断)：指来自处理器和主存之外的中断。
外中断包括电源故障中断、时钟中断、控制台中断、它 机中断和I/O中断等。不同的中断具有不同的中断优先 级，处理高一级中断时，往往会屏蔽部分或全部低级中 断。 内中断(又称异常)：指来自处理器和主存内部的中断。 内中断包括：通路校验错、主存奇偶错、非法操作码、 地址越界、页面失效、调试指令、访管中断、算术操作 溢出等各种程序性中断。异常是不能被屏蔽的，一旦出 现应立即响应并加以处理。
特权指令与非特权指令：
计算机基本功能：被执行的目标程序是存储在内存中的 机器指令程序。处理器根据程序计数器(PC)从内存中取 指令到指令寄存器并执行它，PC将自动增长或改变为转
移地址指明下条执行的指令。
2021/3/8
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第二章 处理器管理
机器指令类型的集合称指令系统，反映了一台机器 的功能和处理能力。指令分为以下五类： (1)数据处理类指令； (2)转移类指令； (3)数据传送类指令； (4)移位与字符串指令； wenku.baidu.com5)I/O类指令。
止CPU上现行程序的运行，转到处理该事件的程序执行 的过程。 中断需求：请求系统服务；实现并发工作；处理突发事 件；满足实时要求。 中断源：引起中断的事件，例如，时钟、串口、DMA、 外部设备、软件等。 中断机制的共性：当中断事件发生后，它能改变处理器 内操作执行的顺序，所以，中断是现代操作系统实现并 发性的基础之一。 中断的作用：
PSW寄存器的内容：
程序基本状态：(1)程序计数器；(2)条件码；(3）处理 器状态位。
2021/3/8
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第二章 处理器管理
中断码：保存程序执行时当前发生的中断事件。
中断屏蔽位：指明程序执行中发生中断事件时，是否响 应出现的中断事件。
Intel Pentium的PSW：由标志寄存器EFLAGS和指令指针寄 存器EIP组成，均为32位。EFLAGS的低16位称FLAGS，标 志可划分为三组：状态标志、控制标志、系统标志。
2
第二章 处理器管理
处理器状态: 中央处理器怎么知道当前是操作系统还是一般用户程序
在运行呢?通过处理器状态标志将处理器设置成不同状 态。 处理器的状态:管理状态（特权状态、系统模式、特态 或管态）和用户状态（目标状态、用户模式、常态或目 态）。处于管理状态时，程序可以执行全部指令，使用 所有资源，具有改变处理器状态的能力。处于用户状态 时，程序只能执行非特权指令。如果程序在执行时，企 图访问OS所在的区域或想使用某个特权指令 (如改变指 令计算器的内容)，就立即被捕俘，而被迫中止的执行， 然后，由OS处理这一事件，这样保证了OS的权利并使程 序不会被破坏。 Intel Pentium的处理器状态有四种，支持4个保护级别， 0级权限最高，3级权限最低。
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第二章 处理器管理
能充分发挥处理机的使用效率：输入输出设备可以用中 断的方式同CPU通讯，报告其完成CPU所要求的数据传输 的情况和问题，这样可以免除CPU不断地查询和等待， 从而大大提高处理机的效率。
提高系统的实时处理能力：具有较高实时处理要求的设 备，可以通过中断方式请求及时处理，从而使处理机立 即运行该设备的处理程序（也是该中断处理程序）。
从中断事件的性质和激活的手段来说，中断源可以分成两 类：
强迫性中断事件：不是正在运行的程序所期待的中断事 件，而是由于某种事故或外部请求信息所引起的，分为： 机器故障中断事件；程序性中断事件；外部中断事件； 输入输出中断事件。
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第二章 处理器管理
自愿性中断事件：是正在运行的程序所期待的中断事件。 正在运行的程序对操作系统有某种需求，一旦机器执行 到一条访管指令时，便自愿停止现行程序的执行而转入 访管中断处理程序处理。
第二章 处理器管理
寄存器：
处理器含有一组寄存器，其个数根据机型的不同而 不同，它们构成了一级存储，比主存容量小，但访问速 度快。这组寄存器所存储的信息与程序的执行有很大关 系，构成了处理器现场。
寄存器的种类：通用寄存器、数据寄存器、基地址寄存 器、I/O地址寄存器、I/O缓冲寄存器、控制寄存器和其 他寄存器。
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第二章 处理器管理
中断和异常的区别：
中断是由与现行指令无关的中断信号触发的(异步的)， 且中断的发生与CPU处在用户模式或内核模式无关，在 两条机器指令之间才可响应中断，一般来说，中断处理 程序提供的服务不是为当前进程所需的，如时钟中断、 硬盘读写服务请求中断；
从资源管理和控制程序执行的角度出发，必须把指 令系统中的指令分作两部分：特权指令和非特权指令。 特权指令:指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令， 如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、 建立存储键，加载PSW等。用户只能使用非特权指令， 只有OS才能使用所有指令（包括特权指令）。
2021/3/8
状态标志：使得一条指令的执行结果影响后面的指令。 算术运算指令使用溢出标志，符号标志，结果为零标志， 辅助进位标志，进位标志，奇偶校验标志；串扫描、串 比较、循环指令使用ZF通知其操作结束。
控制标志：串指令操作方向标志。虚拟86方式标志(为1 时，从保护模式进入虚拟8086模式)。步进标志(为1时， 使处理器执行单步操作)。陷阱标志(为1时，允许
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第二章 处理器管理
程序状态字寄存器：
计算机如何知道当前处于何种工作状态？这时能否执行 特权指令？通常操作系统都引入程序状态字PSW来区别 不同的处理器工作状态。
PSW用来控制指令执行顺序并保留和指示与程序有关的 系统状态，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。
每个程序都有一个与其执行相关的PSW，每个处理器都 设置一个PSW寄存器。程序被处理器执行时，它的PSW将 占有PSW寄存器。
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第二章 处理器管理
响应中断，否则关中断)。 系统标志：与进程管理有关---I/O特权级标志、嵌套任
务标志和恢复标志，被用于保护模式。指令指针寄存器 低16位（保护模式使用32位）。
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第二章 处理器管理
2.2 中断技术 中断定义：指程序执行过程中，当发生某个事件时，中
外中断包括电源故障中断、时钟中断、控制台中断、它 机中断和I/O中断等。不同的中断具有不同的中断优先 级，处理高一级中断时，往往会屏蔽部分或全部低级中 断。 内中断(又称异常)：指来自处理器和主存内部的中断。 内中断包括：通路校验错、主存奇偶错、非法操作码、 地址越界、页面失效、调试指令、访管中断、算术操作 溢出等各种程序性中断。异常是不能被屏蔽的，一旦出 现应立即响应并加以处理。
特权指令与非特权指令：
计算机基本功能：被执行的目标程序是存储在内存中的 机器指令程序。处理器根据程序计数器(PC)从内存中取 指令到指令寄存器并执行它，PC将自动增长或改变为转
移地址指明下条执行的指令。
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第二章 处理器管理
机器指令类型的集合称指令系统，反映了一台机器 的功能和处理能力。指令分为以下五类： (1)数据处理类指令； (2)转移类指令； (3)数据传送类指令； (4)移位与字符串指令； wenku.baidu.com5)I/O类指令。
止CPU上现行程序的运行，转到处理该事件的程序执行 的过程。 中断需求：请求系统服务；实现并发工作；处理突发事 件；满足实时要求。 中断源：引起中断的事件，例如，时钟、串口、DMA、 外部设备、软件等。 中断机制的共性：当中断事件发生后，它能改变处理器 内操作执行的顺序，所以，中断是现代操作系统实现并 发性的基础之一。 中断的作用：
PSW寄存器的内容：
程序基本状态：(1)程序计数器；(2)条件码；(3）处理 器状态位。
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第二章 处理器管理
中断码：保存程序执行时当前发生的中断事件。
中断屏蔽位：指明程序执行中发生中断事件时，是否响 应出现的中断事件。
Intel Pentium的PSW：由标志寄存器EFLAGS和指令指针寄 存器EIP组成，均为32位。EFLAGS的低16位称FLAGS，标 志可划分为三组：状态标志、控制标志、系统标志。
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第二章 处理器管理
处理器状态: 中央处理器怎么知道当前是操作系统还是一般用户程序
在运行呢?通过处理器状态标志将处理器设置成不同状 态。 处理器的状态:管理状态（特权状态、系统模式、特态 或管态）和用户状态（目标状态、用户模式、常态或目 态）。处于管理状态时，程序可以执行全部指令，使用 所有资源，具有改变处理器状态的能力。处于用户状态 时，程序只能执行非特权指令。如果程序在执行时，企 图访问OS所在的区域或想使用某个特权指令 (如改变指 令计算器的内容)，就立即被捕俘，而被迫中止的执行， 然后，由OS处理这一事件，这样保证了OS的权利并使程 序不会被破坏。 Intel Pentium的处理器状态有四种，支持4个保护级别， 0级权限最高，3级权限最低。
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第二章 处理器管理
能充分发挥处理机的使用效率：输入输出设备可以用中 断的方式同CPU通讯，报告其完成CPU所要求的数据传输 的情况和问题，这样可以免除CPU不断地查询和等待， 从而大大提高处理机的效率。
提高系统的实时处理能力：具有较高实时处理要求的设 备，可以通过中断方式请求及时处理，从而使处理机立 即运行该设备的处理程序（也是该中断处理程序）。
从中断事件的性质和激活的手段来说，中断源可以分成两 类：
强迫性中断事件：不是正在运行的程序所期待的中断事 件，而是由于某种事故或外部请求信息所引起的，分为： 机器故障中断事件；程序性中断事件；外部中断事件； 输入输出中断事件。
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第二章 处理器管理
自愿性中断事件：是正在运行的程序所期待的中断事件。 正在运行的程序对操作系统有某种需求，一旦机器执行 到一条访管指令时，便自愿停止现行程序的执行而转入 访管中断处理程序处理。
第二章 处理器管理
寄存器：
处理器含有一组寄存器，其个数根据机型的不同而 不同，它们构成了一级存储，比主存容量小，但访问速 度快。这组寄存器所存储的信息与程序的执行有很大关 系，构成了处理器现场。
寄存器的种类：通用寄存器、数据寄存器、基地址寄存 器、I/O地址寄存器、I/O缓冲寄存器、控制寄存器和其 他寄存器。
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第二章 处理器管理
中断和异常的区别：
中断是由与现行指令无关的中断信号触发的(异步的)， 且中断的发生与CPU处在用户模式或内核模式无关，在 两条机器指令之间才可响应中断，一般来说，中断处理 程序提供的服务不是为当前进程所需的，如时钟中断、 硬盘读写服务请求中断；
从资源管理和控制程序执行的角度出发，必须把指 令系统中的指令分作两部分：特权指令和非特权指令。 特权指令:指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令， 如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、 建立存储键，加载PSW等。用户只能使用非特权指令， 只有OS才能使用所有指令（包括特权指令）。
2021/3/8
状态标志：使得一条指令的执行结果影响后面的指令。 算术运算指令使用溢出标志，符号标志，结果为零标志， 辅助进位标志，进位标志，奇偶校验标志；串扫描、串 比较、循环指令使用ZF通知其操作结束。
控制标志：串指令操作方向标志。虚拟86方式标志(为1 时，从保护模式进入虚拟8086模式)。步进标志(为1时， 使处理器执行单步操作)。陷阱标志(为1时，允许
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第二章 处理器管理
程序状态字寄存器：
计算机如何知道当前处于何种工作状态？这时能否执行 特权指令？通常操作系统都引入程序状态字PSW来区别 不同的处理器工作状态。
PSW用来控制指令执行顺序并保留和指示与程序有关的 系统状态，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。
每个程序都有一个与其执行相关的PSW，每个处理器都 设置一个PSW寄存器。程序被处理器执行时，它的PSW将 占有PSW寄存器。
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第二章 处理器管理
响应中断，否则关中断)。 系统标志：与进程管理有关---I/O特权级标志、嵌套任
务标志和恢复标志，被用于保护模式。指令指针寄存器 低16位（保护模式使用32位）。
2021/3/8
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第二章 处理器管理
2.2 中断技术 中断定义：指程序执行过程中，当发生某个事件时，中