操作系统 第一章 概述(补充)

微内核技术:OS将更多的成分和功能放到更高的层次(用户模式)去运行,留下一个尽可能小的内核来完成OS最基本的核心功能。

微内核中通常提供:

(1)进程/线程管理

(2)低级存储器管理

(3)中断和陷入处理

微内核的特点:

(1)足够小的内核

(2)基于用户/服务器模式(C/S模式)

(3)应用机制和策略分离原理

(4)采用面向对象技术

补充:

1、机制和策略的含义

机制:实现某一功能的具体执行机构(what)。

策略:在机制的基础上借助于某些参数和算法实现该功能的优化(how)。

2、CPU核心态和用户态的区别

(1)所谓核心态:运行操作系统;用户态:运行用户程序。

(2)两者的区别:

  a.  内核态与用户态是操作系统的两种运行级别,当程序运行在3级特权级上时,就可以称之为运行在用户态。

  这是最低级的特权级,普通的用户进程运行的特权级,大部分的用户直接卖你对的程序都是运行在用户态的。

  b.  当程序运行在0级特权级时,就可以称之为内核态。

  c.  运行在用户态下的程序不能直接访问操作系统内核数据结构和程序。

  当我们在系统中执行一个程序时,大部分的时间是在用户态下的。

  在其需要操作系统的帮助完成某些他没有权力和能力的工作时,就会切换到内核态。

 

  ------------------------------------------------------>(特权级,特权环:R0、R1、R2、R3)

  R0     R1      R2         R3  其中R0相当于内核态,R3相当于用户态。

 

  d.  内核态和用户态的差别:

  处于用户态执行的进程,所能访问的内存空间和对象受到限制,其处于:占有的处理机可能被抢占。

  处于核心态执行的进程,能访问所有的内存空间和对象,且处于:占有的处理机不允许被抢占。

 

用户态不能干扰内核态,所以CPU指令就有两种,特权指令和非特权指令,不同的状态对应不同的指令。

特权指令:只能由操作系统内核部分使用,不允许用户直接使用的指令。如,I/O指令、置终端屏蔽指令、清内存、建存储保护、设置时钟指令(这几种记好,属于内核态)。

非特权指令:所有程序均可直接使用。 

 

(3)三种从 用户态——>内核态 的方式:

  用户进程主动发起:

  a.  系统调用:用户进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作。

  异常和外围设备中断被动发起:

  b.  异常:出现异常,触发当前进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态。eg:缺页异常。

  c.  外围设备的中断:当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,CPU会先执行中断信号对应的处理程序。

 

内核态到用户态:PSW。

 

3、国家的超算(超级计算机)情况

 我国研究超算的有:国防科技大学(天河系列)和国家并行计算机工程技术研究中心(神威)、联想……

截至2019年五月底,中国共建成或正在建设7座超算中心,分别为国家超级计算天津中心国家超级计算长沙中心国家超级计算济南中心国家超级计算广州中心国家超级计算深圳中心、国家超级计算无锡中心、国家超级计算郑州中心,其中天津中心、长沙中心、济南中心、广州中心四家由国家科技部牵头,深圳中心则由中国科学院牵头;长沙中心的天河一号和广州中心的天河二号在投用时均为世界最快的超级计算机。2016年6月,我国自主研制的"神威·太湖之光"登世界超级计算机500强之首,国家超级计算无锡中心成立。2019年5月14日,河南省科技厅宣布,国家超级计算郑州中心获得科技部批复筹建,成为全国第7家批复建设的国家超级计算中心,也是科技部出台认定管理办法后批复筹建的首家国家超级计算中心。

现已发布的有:天河一号、神威 太湖之光、天河二号,正在研究中的有:(神威E级原型机)天河三号。

 百度百科连接:https://baike.so.com/doc/2304879-2438130.html

posted @ 2020-03-09 15:40  AnnRan  阅读(158)  评论(0编辑  收藏  举报