大纲考点

处理器状态及状态转换【领会】（重点）

特权指令和非特权指令
特权指指令是指：在指令系统那些只能由操作系统使用的指令。
非特权指指令是指：在指令系统中除了特权指令的其他指令。
控制寄存器及程序状态字
控制和状态寄存器用于控制处理器的操作，一般由具有特权的操作系统代码使用，以控制其他程序的执行。
用一个专门的寄存器来指示处理器状态，其存储的内容称之为程序状态字。
处理器状态及状态转换
在执行不同程序时，根据运行程序对资源和机器指令的使用权限而将此时的处理器设置为为不同的状态。
操作系统管理程序运行的状态称为管态，一般用户程序运行时的状态称为目态。
从目态到管态的转换的唯一途径是中断。
从管态到目态的转换，可通过设置PSW指令实现。

计算机系统中的相关硬件部件【识记】

存储系统
存储系统主要考虑三个问题，容量、速度和成本。基于程序的存储访问局部性原理，设计出了多级存储的体系机构，由寄存器、高速缓存、内存储器、硬盘存储器、磁带机和光盘存储器等装置构成，速度依次递减。
中央处理器能直接访问的唯一存储空间是内存储器。
操作系统必须对内存中的信息加以严格的保护，存储保护机构是操作系统运行环境中的重要部分。在界地址寄存器方法中，设置了一对界地址寄存器存储作业在内存中的下限和上限地址，访问内存时，硬件将被访问的地址与界限寄存器的内容比较以防止越界。
I/O部件
计算机系统中常使用通道以及直接存储器存取（DMA）等I/O技术。通道独立于中央处理器，它代替处理器对外部设备实行统一的管理，从而使处理器和外部设备并行工作，提高多道程序处理的效率。DMA技术由DMA控制器自动控制成块数据在内存和/O单元之间的传送，提高了处理/的效能。缓冲技术是用以缓解处理器处理数据速度与设备传输数据速度不相匹配矛盾的一种数据暂存技术。
时钟
计算机系统中的时钟可分为硬件时钟和软件时钟，以及绝对时钟和相对时钟。时钟可防止系统陷入死循环，实现作业按时间片轮转运行，给出正确的时间信号，定时唤醒事先按确定时间执行的事件，记录事项，等等。

中断／异常机制【简单应用】（重点）（有难点）

中断／异常的基本概念
中断是指处理器对系统中或系统外发生的异步事件的响应。
异常是由正在执行的指令引发的响应。
中断与异常的区别与联系（单独难点）
中断与异常的硬件机制工作原理类似。都需要处理器暂停当前执行的程序。
中断是由外部事件引发，异常则是有正在执行的指令引发。
中断／异常的类型
典型的中断包括：
1）时钟中断，由处理器内部的计时器产生，允许操作系统以一定规律执行函数，如时间片到时、硬件实时钟到时等；
2）输入输出（I/O）中断，由I/0控制器产生，用于通知一个I/0操作的正常完成或者发生的错误；
3）控制台中断，如系统操作员通过控制台发出命令等；
4）硬件故障中断，由掉电、存储器校验错等硬件故障引起等。
典型的异常包括：
1）程序性中断，在某些条件下由指令执行结果产生，例如算术溢出、被零除、目态程序试图执行非法指令、访问不被允许访问的存储位置、虚拟存储中的缺页等；
2）访管指令异常，目的是要求操作系统提供系统服务。
中断／异常响应过程
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中断／异常处理程序