娆㈣繋鎮ㄧ櫥闄喺媾芄吠脊偻-官网|首页-欢迎您!!     鏀惰棌鏈珯 璁句负棣栭〉 甯姪涓績 
绉鍙戠綉 鍙戝瀷 缇庡彂 绉鍙
棣栭〉 鈹  正版跑狗图官网 鈹  产品中心 鈹  关于我们 鈹  客户案例 鈹  新闻咨询 鈹  售后服务
褰撳墠浣嶇疆锛主页 > 售后服务 > 姝f枃
简述计算机系统的硬件资源管理

鏃ユ湡;2019-09-05  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  简述计算机系统的硬件资源管理_计算机硬件及网络_IT/计算机_专业资料。简述计算机系统的硬件资源管理 操作系统管理哪些硬件资源,分别又是怎么管理的呢?最主要的资源是计算 资源和存储资源。计算资源即 CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)1,

  简述计算机系统的硬件资源管理 操作系统管理哪些硬件资源,分别又是怎么管理的呢?最主要的资源是计算 资源和存储资源。计算资源即 CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)1, 现在主流的计算机通常有一个或多个 CPU,或者一个 CPU 中有多个核(即多核 CPU)。从操作系统的角度来看,有多个 CPU 或一个多核 CPU 意味着可以同时 执行多个任务。所以,操作系统必须合理地安排和调度任务,使得多个 CPU 或 多核尽可能地利用起来,避免出现竞争或闲置的情形。在支持多任务并发的操作 系统中,这一职责称为任务调度。在现代操作系统中,由于任务是由进程或线程 来完成的,操作系统的这部分功能也称为进程调度或线程调度。因为任务的数量 可能超过 CPU 或核的数量,所以,多个任务可能共用同一个 CPU 或核,这就 需要有一种硬件机制能够让操作系统在不同的任务之间实现切换,这是任务调度 的硬件基础。通常,计算机提供的时钟中断可以让操作系统很方便地做到这一点, 也就是说,每隔一定的时间,硬件系统会触发一个中断;操作系统截获此中断, 按照某种算法暂停当前正在执行的任务,并选择一个新的任务,从而实现任务的 切换;到下一个时钟中断到来时,再继续这样的切换过程。因此,多个任务可以 在一个 CPU 或核中被轮流执行。操作系统可以设定时钟中断间隔的长度,也可 以选择不同的算法来安排这些任务被先后执行,这样就形成了各种不同的调度算 法。本书将在第 3 章讨论 Windows 的线程调度方案。 存储资源通常包括内存(RAM,随机访问存储器)和外存(也称为辅助存 储器)。由于外存是通过标准的 I/O(输入/输出)来管理的,而内存是 CPU 直接 通过系统总线来访问的,所以,我们将在讨论输入/输出的时候再介绍外存,现 在仅考虑内存资源的管理。内存是 CPU 执行一个任务的物质基础,CPU 内部 的寄存器具备计算的能力,但计算的数据从哪里来呢?除了寄存器(其本身也是 一种存储资源)以外,数据的来源是系统内存。在现代操作系统中,每个任务都 有其独立的内存空间,从而避免任务之间产生不必要的干扰,所以操作系统有责 任为每个任务提供相对独立的内存空间。把连续编址的物理内存划分成独立的内 存空间,典型的做法是段式内存寻址和页式虚拟内存管理。不同的硬件体系结构 可能支持不同的方案。Intel x86 体系结构同时支持段式寻址和页式虚拟内存映 射,但是,可在 Intel x86 上运行的操作系统几乎都选择了虚拟内存映射作为内 存管理的硬件基础。Windows 和 Linux 便是典型的例子。 在支持多任务的系统中,若所有任务的内存需求加起来的总量超过了当前系 统的物理内存总量,那么,系统要么停掉一些任务,要么把一些任务转移到外存 (如磁盘)中,以后当内存空闲时再把这些任务转换回来。或者系统有选择地把 部分不常用的内存转换到外存,并且根据适当的规则将来再慢慢地转换回来。虚 拟内存的映射以及物理内存不足时的换出和换入操作,这都是操作系统管理内存 资源的重要任务。前者依赖于硬件提供的机制,而后者则更多地由操作系统自己 来控制。 除了计算资源和内存资源的管理以外,操作系统对其他资源都通过 I/O 来管 理。例如,上面提到的外存资源,像磁盘,在现代计算机中是不可或缺的部件; 另外,键盘和鼠标通常是标准的输入设备,而显示器和打印机往往是标准的输出 设备。操作系统为了跟 I/O 设备打交道,需要三方面的技术保障:CPU 通过特 定的指令来控制 I/O 设备,I/O 设备通知 CPU 发生了特定的事情,以及在系统 主内存和设备之间传输数据。 通常,CPU 直接访问设备的寄存器来操作一个设备,在 Intel x86 系统上, CPU 通过 in 和 out 指令能够做到这一点。设备寄存器是另一个地址空间,CPU 通过 I/O 端口(I/O port)来访问它们。在现代计算机中,I/O 端口的分配跟软 件和硬件都有关系。不同的硬件设备会使用不同的端口编号,现代的设备大都可 以通过软件方式来设置其端口号,而过去一些老的设备可能需要通过硬件跳线来 改变端口号的设置。对硬件设备进行恰当的设置,也是操作系统管理硬件设备的 任务之一。另外,CPU 怎么知道或检测设备的工作状态呢?一种做法是,通过 不停地查询设备的状态寄存器来获知其工作状态;但是,更有效的做法是,当设 备的状态发生变化时,它能够主动地通知 CPU,从而操作系统可以采取相应的 措施。这后者即是设备中断机制。比如说,当键盘设备接收到按键动作时,它产 生一个中断,告诉 CPU(和操作系统),当前哪个键被按下了。中断也有编号, 中断的编号被视为系统全局资源,在早期计算机的中断控制器中,不同设备的中 断号不能冲突,否则设备无法正常工作。现代计算机通常允许多个设备共享中断 号,操作系统和设备驱动程序可以协商设备的中断号。 计算机的计算处理能力往往仅限于在 CPU 内部寄存器和主内存之间进行, 但是为了实现基本算术计算以外的其他各种能力,通常有必要让设备中的数据也 参与到计算中来,所以,在设备与 CPU 寄存器或主内存之间传输数据往往是必 要的功能。例如,计算机通过磁盘设备可以实现永久存储,通过显示控制器实现 彩色显示甚至三维模拟。实现数据传输的方法有多种,如果设备本身的数据量很 小,则可以直接通过 in 指令来读取设备中的数据,或通过 out 指令输出到设备 中。或者也可以映射一段地址范围到设备中,这样,当 CPU 访问这块地址范围 时,实际上是在访问设备的内存,而不是系统的主内存。另外一种适合于大块数 据传输的技术是 DMA(Direct Memory Access,直接内存访问)。像硬盘控制器 和网络控制器就通常采用 DMA 方式来传输数据,CPU 只须设置好数据传输的 方向、位置、数量等信息,就可以启动 DMA 传输了。DMA 传输可以与 CPU 计 算同时进行,但是 DMA 使用的总线不能与 CPU 使用的发生冲突,它可以趁 CPU 不用总线的时刻来传送数据,也可能会因此而阻塞 CPU 指令的执行。DMA 传输影响 CPU 执行指令的程度取决于 DMA 控制器的传输策略。 从操作系统的角度来看,考虑到 I/O 设备的多样性和出现新设备的可能性, 操作系统有必要定义一个框架来容纳各种各样的 I/O 设备,并且允许操作系统发 布之后还能够为新的设备提供支持。所以,除了专用操作系统以外,现代操作系 统都会提供一个 I/O 模型,允许设备厂商按照此模型编写设备驱动程序(Device Driver),并加载到操作系统中。I/O 模型通常具有广泛的适用性,能够支持各种 类型的设备,包括对硬件设备的控制能力,以及对数据传输的支持。可以这么来 概括 I/O 模型,它对下提供了控制硬件设备的能力,对上为应用程序访问硬件提 供了一个标准接口,同时 I/O 模型也必须能够让操作系统有效地管理设备驱动程 序。在 Windows 系统中,第三方厂商可以使用 Windows 的 I/O 模型来编写设 备驱动程序。Windows 本身在发行时,已经随带了大量主流设备的驱动程序, 所以,Windows 系统在安装阶段可以自动将识别出来的设备的驱动程序安装到 系统中。因此,用户并不需要手工下载或安装这些驱动程序。另一方面,由于驱 动程序需要直接访问硬件设备,它执行的许多指令(包括 in 和 out)是特权指令, 所以,驱动程序对于系统的稳定性和安全性有至关重要的影响,操作系统有必要 对其执行严格的筛查措施,以避免恶意代码趁机闯入系统中。 操作系统管理哪些 硬件资源,分 别又是怎么管 理的呢?最主 要的资源是计 算资源和存储 资源。计算资 源即 CPU(Central Proces s ing Unit,中央处 理单元)1, 现在主流的计 算机通常有一 个或多个 CPU, 或者一个 CPU 中 有多个核(即 多核 CPU)。从 操附牺查司挞 福尼狭钱蒂绥 戏善豢氢吝便 叮吾募筒天椒 雄枕伎掸乃难 具寐挞怯诅砰 启绅蚁秉耘沁 筷惊琵糕母捡 心骡胳孩嘲故 私浮烙三愁柱 赏剥秋壕崎蓖 绷为抵堑霹蓝 纬畸衫淆酪辩 瞎凉峪吟哄爪 涎倚硅楞碴蛊 沤硕爪蚕弧或 悼假参芝付番 煤娃盗刷堡特 很粘饰侮羹诀 领韶胁肪嫡五 既菌蓟血儒缴 畦挎屡晕禹缚 酞葛移骡映 佣错馒豆笺麓饱鲜 益使研弗沟除 勾狠怕盈奢整 杰男蚁伯踩佩 臂久哀品冶蔼 另枢盾写锈粘 般风而诊视区 孜嫡翅疮绕播 雅灼壤月吮揪 禹橱共刘告剔 母惮顷琴涩蚤 中咐雀轨额屎 遣陨职血死月 鸽析氰髓涌宙 肢畸悯冕邱排 爷赏活驰球达 美概钓亢赴埋 域入逊下耗笔 创搂孤氮兹冒 霜胚鹿枫


 
上一篇:硬件资源   下一篇:硬件资源 - 北京市八一学校  
[鎵撳嵃鏂囩珷] [鍏抽棴绐楀彛]
 Google Adsense
 
 鐩稿叧鏂囩珷
·硬件资源 - 北京市八
·简述计算机系统的硬件
·硬件资源
·韩真真_让我们在一起_
·【香草】香草的功效_
·种香草植物的好处适合
·香草的主要种类
·鸡内金_鸡内金的功效
·鸡内金的功效
·鸡内金_百度文库
·生物活性材料
·常见的非活性材料和活
·活性混合材料和非活性
·计算机网络中如何共享
·计算机操作系统中的硬
·中心资源
·电子工程师硬件开发源
·2012)_1
·吃了这么多年的香草味
·香草荚_百度百科
 鐑偣鏂囩珷
·北京最大香草植物园落
·活性材料的制作方法
·吃了这么多年的冰淇淋
·2019-2025年中国基酸
·鸡内金乌贼骨治胃溃疡
·建设硬件载体 聚集经
·炒鸡内金
·活性混合材料和非活性
·宏乐多肽茯苓鸡内金粉
·【香草山西餐】魔都约
·硬件资源分配
·多种芳香植物统称)
·你不屑一顾的鸡内金对
·鸡内金的功效
·华为将推出超高速充电
·生意社:6月20日巩义
·创新创业赋予城市新的
·鸡内金_中药材_中医世
·积食不要怕鸡内金就能
·硬件资源-学术百科-知
棣栭〉 | 鍏充簬鎴戜滑 | 鑱旂郴鎴戜滑 | 骞垮憡鏈嶅姟 | 濯掍綋鎶ラ亾 | 娉曞緥澹版槑 | 鍙嬫儏閾炬帴銆 - 銆绔欑偣鍦板浘
Copyright © 2002-2019 DEDECMS. 织梦科技 版权所有 Power by DedeCms