《计算机操作系统》第一章 计算机系统概述

Cha1计算机系统概述

Cha1 计算机系统概述

要求掌握 CPU中的寄存器有两类,分别包括什么 基本指令周期有哪两步,基本指令有哪四类 常见中断分几类,中断对指令周期的影响 在O中采用中断的作用是什么 如何处理中断 多个中断如何响应 °为何采取层次结构的存储体系 cache的作用是什么,其中标签的作用是什么 ° cache的工作原理

要求掌握… • CPU中的寄存器有两类，分别包括什么 • 基本指令周期有哪两步，基本指令有哪四类 • 常见中断分几类，中断对指令周期的影响 • 在I/O中采用中断的作用是什么 • 如何处理中断 • 多个中断如何响应 • 为何采取层次结构的存储体系 • cache的作用是什么，其中标签的作用是什么 • cache的工作原理

计算机部件的顶层视图 CPU 系统总线 PC MAR 指令 指令 R MBR 指令 O AR 执行单元 数据 10 BR 数据 数据 1O模块 内存 缓冲区

计算机部件的顶层视图 CPU PC IR MAR MBR I/O AR I/O BR I/O模块 …… 缓冲区 指令 指令 指令 数据 数据 数据 …… …… …… 内存 执行单元 系统总线

CPU中的寄存器 MAR-存储器地址寄存器 memory address register MBR-存储器缓冲寄存器 memory buffer register /OAR-1O地址寄存器 /OBR-缓冲寄存器 PC-程序计数器 program counter R-指令寄存器 instructor register

CPU中的寄存器 • MAR－存储器地址寄存器 memory address register • MBR－存储器缓冲寄存器 memory buffer register • I/OAR－I/O地址寄存器 • I/OBR－I/O缓冲寄存器 • PC－程序计数器 program counter • IR－指令寄存器 instructor register

处理器寄存器 用户可见寄存器·控制和状态寄存器 数据寄存器 程序计数器 地址寄存器 指令寄存器 变址寄存器 程序状态字PSW 段指针 中断寄存器 栈指针 系统栈指针 应用程序 index register 系统程序 系统程序 segment pointer stack pointer program status word

处理器寄存器 • 用户可见寄存器 – 数据寄存器 – 地址寄存器 • 变址寄存器 • 段指针 • 栈指针 • 控制和状态寄存器 – 程序计数器 – 指令寄存器 – 程序状态字PSW – 中断寄存器 – 系统栈指针 应用程序 系统程序 系统程序 index register segment pointer stack pointer program status word

基本指令周期 取周期 执行周期 开始取下条指令□执行指令 停止 处理器-存储器 处理器-1O 数据处理 控制

基本指令周期 • 处理器－存储器 • 处理器－I/O • 数据处理 • 控制 开始 取下条指令 执行指令 停止 取周期 执行周期

指令格式与数据格式 0 3 15 指令格式 操作码 地址 数据格式 符号 数值 0001将存储器加的值放到AC 0010将AC内容放到存储器 °0101将存储器的值加到AC中

指令格式与数据格式 • 0001将存储器加的值放到AC • 0010将AC内容放到存储器 • 0101将存储器的值加到AC中 操作码 地址 符号 数值 0 3 15 指令格式 数据格式

[940]+941]→>[41 内存 CPU 3001940 300PC 程序{3015941 AC 3022941 1940R 9400003 数据 3001940 301Pc 9410002 3015941 0003Ac 3022941 1940R 1-取指令 9400003 9410002 2-执行指令

[940]+[941] → [941] 300 1940 301 5941 302 2941 … 940 0003 941 0002 300 PC AC 1940 IR 300 1940 301 5941 302 2941 … 940 0003 941 0002 301 PC 0003 AC 1940 IR 内存 CPU 程序 数据 1-取指令 2-执行指令

[940]+[941]-[941 3001940 301Pc 3015941 0003Ac 3022941 5941R 9400003 3001940 302PC 9410002 3015941 0005Ac 3022941 594R 3+2=5 9400003 9410002

[940]+[941] → [941] 300 1940 301 5941 302 2941 … 940 0003 941 0002 301 PC 0003 AC 5941 IR 300 1940 301 5941 302 2941 … 940 0003 941 0002 302 PC 0005 AC 5941 IR 3+2=5

[940]+[941]->[941 3001940 302Pc 3015941 0005Ac 3022941 2941R 9400003 3001940 303Pc 9410002 3015941 0005Ac 3022941 2941|R 9400003 9410005

[940]+[941] → [941] 300 1940 301 5941 302 2941 … 940 0003 941 0002 302 PC 0005 AC 2941 IR 300 1940 301 5941 302 2941 … 940 0003 941 0005 303 PC 0005 AC 2941 IR