嵌入式操作系统，计算机操作系统——Unics\Unix\BCD，手机操作系统——Web OS:Firefox
存储结构、控制器、运算器、输入/出模块、系统总线
CPU:PC（程序计数器，指向下一条即将要被执行的指令的内存地址），IR(指令寄存器，所要进行的操作+地址)，AC累加器（暂时存储）
指令存放格式:操作码+地址 数据存放格式:符号+数字
取–>译码–>执行
指令对应的操作:处理器<–>储存器,处理器<–>I/O模块,数据处理,控制
为什么中断发生？处理器的速度比I/O设备快，需要停下等待。
当打印机在工作时，CPU可以执行别的任务——并发。打印机工作结束，打断CPU。
中断是一种机制，其他模块（I/O，内存等）可以中断处理器正常顺序。I/O设备可以停止CPU正在操作的东西来提供一些必要的服务。
I/O任务中断，通知CPU任务完成。为了适应中断产生的情况，在指令周期中添加一个中断阶段——处理器检查是否有中断发生。【如果没有中断，为当前程序取下一条指令；如果中断挂起，则挂起当前程序的执行，并执行中断处理程序】
中断信号包括:中断来源,位点,中断号
特点：不可预测性/随机性、可屏蔽性、可嵌套性
中断类型：（硬件引起、软件引起）——Program(发生除0错误\算术溢出等)、Timer、I/O、Hardware failure
中断过程:设备控制器或其他系统硬件产生中断—当前进程中断—处理器发送中断应答信号—把PSW(程序状态字)和PC压入控制栈—加载新的PC值[前面是硬件系统处理]—保存剩余的处理状态信息—处理中断—恢复原来处理状态信息–恢复旧的PC值和PSW[前面是软件系统处理] {PSW指当前运行进程的状态信息}
软件将原来的进程信息储存起来，以便恢复进程（栈）
多个中断:第一种方法是正在处理一个中断时，忽略其他的中断请求；第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级中断打断低优先级中断的运行。
【处理器有一个以上的程序要执行
程序执行的顺序取决于它们的相对优先级以及它们是否在等待I/O
中断处理程序完成后，控制可能不会返回到中断时正在执行的程序】
三大目标:速度,容量,价格
第一层：cpu可直接访问的:寄存器,cache,内存------板内存储
第二层：磁盘,DVD,光盘–板外存储,掉电不丢失
第三层：磁带-----离线存储
访问局部性/局部性原理:访问的数据在存储单元中是相连成一片的。
Ts=HxTn+(1-H)x(Tn+Tn’) H是命中率
高速缓存有X个存储槽（slots,或者line），对应内存中的数据块（block）
它与操作系统的关系：它是一个硬件，对操作系统来说是不可见的；但是，缓存中使用的许多原理与MM类似，MM是操作系统的核心模块。
利用局部性原理，增加CPU访问内存的速度。
工作原理：(HIt)如果找到，就使用它。并且不需要访问内存；(MIss)如果在高速缓存中没有找到，包含所需信息的内存块将被移动到高速缓存并传递给处理器.
置换策略：
写策略（缓存块的内容被修改之后，要在置换前写回内存）：【两种极端情况】每当块更新就写回；只有块被置换时才写回（减少写操作次数，但会使内存处于过时状态，妨碍多处理器操作和I/O模块的直接内存读取）
执行IO操作的技术有三种：可编程IO，中断驱动IO，直接内存存取。
programmed I/O:I/O模块执行操作，而不是处理器;在I/O状态寄存器中设置适当的位;没有中断发生;处理器检查状态，直到操作完成.(问题:处理器必须等待很长的时间确定IO模块石佛做好了接收或发送更多数据的准备,不断询问IO模块的状态,严重降低系统性能.)
Interrupt-Driven I/O中:必须由CPU处理IO模块和存储器的数据传送,处理器给IO模块发送IO命令后可以做别的事情,IO模块准备好与处理器交换数据时打断处理器的执行并请求服务.
Direct Memery (DMA）:DMA功能可以并入IO模块中也可以由系统总线中的一个独立模块完成,DMA直接把数据从IO设备传送到内存中,传送完后向处理器发一个中断信号，连续地传送完一块数据后才会被打断，等待时CPU可以做其他事情.
操作系统定义：控制应用程序的执行，充当应用程序和硬件之间的接口的一个程序
优点：方便，有效，扩展性【允许在不影响服务的情况下有效地开发、测试和引入新系统功能】
作为用户和计算机接口的功能：程序管理，程序执行，访问IO设备，控制文件的访问，系统权限,错误检测和响应,审计
内核kernel:在主存中操作系统的一部分.
简单批处理方案背后的核心思想是------批量:由用户提供的许多工作组成[一个作业可以使用多个程序];使用的软件称为监视器(监控器,控制事件的序列.JCL是监视器的指令语言)
工作过程:监视器从批处理中读取一个作业=>然后，控制权被传递给这个作业=>当任务完成时，它将控制权返回给监视器=>监视器读取下一个作业.
硬件特点:内存保护(不允许包含监控器的内存区域被修改);计时器(一个工作独占系统);特权指令(监控器只允许执行JCL语言);中断
用户模式[有些内存不允许访问,有些指令不会被执行]
内核模式[特权指令被执行;受保护的内存区域可能被访问]
多道程序设计:当一个作业需要等待I/O时，处理器可以切换到另一个作业,也被称为多任务处理.增大处理器的利用率
新的问题:资源竞争,内存管理等
大型计算机系统:
多个用户同时通过终端访问系统
需求:处理多个交互式用户/任务
核心思想:处理器的时间被多个用户或工作共享.
