文档介绍：第四章操作系统控制硬件的方式
操作系统为所有的软件创建了一个通用平台。因为每个程序员都有自己的存储格式。如果没有操作系统,就不可能在同一个磁盘上存储由不同的程序创建的文件。
操作系统也提供了一个工具,来完成应用程序外部执行的任务。实际上操作系统由通用平台(如windows)、BIOS和
第四章操作系统控制硬件的方式
设备驱动程序组成。
工作原理:操作系统相当于一个舞台,应用程序相当于舞台上的演员,硬件相当于舞台上的幕布、灯光、道具,设备驱动程序相当于灯光控制器,而BIOS则相当于控制道具的人。演员只管完成自己的角色。它对道具的要求全都依赖舞台,舞台也不能直接控制灯光,他指定
第四章操作系统控制硬件的方式
灯光控制器对灯光进行控制。
类似上述,应用程序只完成内部程序的运行,它同外部硬件的任何通信全有赖于WINDOWS(包括数据交换、显示等),windows同硬件之间也需要BIOS指定地址、中断等。否则, windows就无法在大量的地址中找到相应的存储地址、
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控制地址。但是,BIOS也并不一定能对所有硬件应付自如,它只对通用硬件起到良好的控制作用,如硬盘、鼠标、键盘等。但对于大型、新式硬件,由于找不到相应的硬件参数,就无法控制。所以它要借助于硬件驱动程序,硬件驱动程序包含该硬件的数据传输率、控制方式、编码方式等参数。新加入一个硬件
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关于此硬件的参数就被载入BIOS。
4-1 处理器和中断
Windows可执行多任务,但怎样让处理器同时处理多个程序?CPU是由若干个二极管、三极管组成,再组成若干个与门、或门等,程序的完成就是执行这些输入输出。一旦运行,则需要得到一个输出。在这个过程中,不能执行其他程序。否则,就有两个输入,引起逻辑混乱。
第四章操作系统控制硬件的方式
在计算机中,怎样协调处理器和多任务之间的矛盾,采用的技术就是中断。在内存中专门有一个特殊位置,即堆栈,专门存放操作地址。在操作系统处理一个程序时,例如,杀毒软件驻留在内存中进行病毒监控。启动一个新程序,需要双击鼠标,双击产生的电流脉冲传输到接口。脉冲信号经过编译输入到中断
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控制器。当然这个过程也需要BIOS的参与。中断控制器通知处理器出现了中断,CPU将当前关于程序操作的数据存入堆栈,如当前地址、数据值、程序执行情况。鼠标双击将要执行的程序,例如在桌面的快捷方式,会自动链接到该程序,,如果找不到此文件,就给出出错信息,如打开方式等。这个执行
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程序将硬盘中的数据载入内存,这些数据同处理器之间进行数据交换,CPU对数据进行处理,完成程序。之后,再调入堆栈,对上一个程序进行处理。
若有多个程序同时运行,就将所有程序放入堆栈,处理完1程序的一部分,再处理2程序,所有程序处理完后,再回来处理1程序,类似于时分多址。由于这个原因,要求堆栈大小合适,太大会占用太多内存资源,太少则无法处理多窗口任务,这是内存优化的一个内容,但需要
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计算机自适应处理,堆栈随任务多少自动调整。另外,CPU处理速度也很重要,如果速度太慢,不停的更换应用程序将会使得某些程序得不到运行,出现类似于“死机”的状态。
BIOS和驱动程序
如上述,BIOS中存放有一些基本硬件信息,这些信息负责和硬件通信,但是BIOS的容量有限,只能存入少部分通用硬件信息,而且,硬件更新速度很快, BIOS中的信息过时也很快。所以应该随时更新硬件驱动程序,以使软硬件完
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美配合,Windows硬件库中带有大量硬件驱动,但也不能满足要求,所以对于驱动,应以厂家的驱动更新为主。
启动后,BIOS检测端口,搜索设备中只读存储器的代码,之后,将控制权转给操作系统。