使用者可見的暫存器.pptVIP

作業系統(Operating Systems) 課本：作業系統，W. Stallings (原著)，Prentice Hall ，王錦裕，吳東賢，鄒修銘(譯)，碁峰，2003/03初版。 考評：平時(40%) 、期中考(30%) 、期末考(30%) 第一章：電腦系統概述(Computer System Overview) 第二章：作業系統概述(Operating Systems Overview) 第三章：處理程序描述與控制(Process Description and Control) 第四章：Threads, SMP及微核心(Microkernels) 第五章：並行：互斥與同步(Concurrency: Mutual Exclusion and Synchronization) 第六章：並行：死結與飢餓(Concurrency: Deadlock and Starvation) 第七章：記憶體管理 (Memory Management) 第八章：虛擬記憶體(Virtual Memory) 第九章：單一處理器排程(Scheduling) 第十一章：I/O管理系統及硬碟的排程(I/O Management and Disk Scheduling) 第十二章：檔案管理系統(File Management) 第一章 電腦系統概述Computer System Overview 作業系統(Operating Systems)利用硬體資源提供系統使用者服務 一個或多個處理器(processor) (外部)輔助記憶體(secondary memory) I/O (輸入/輸出)裝置 在了解作業系統前，先初步認識底層的電腦系統硬體。 本章回顧對作業系統重要的相關電腦系統硬體。 1.1 基本要素 處理器(processor)：控制電腦的運作並執行資料處理，當系統只有一個處理器時，常稱為中央處理單元(Central Processing Unit, CPU)。 主記憶體(main memory)：儲存程式與資料，隨著電腦關機而消失，常稱為真實記憶體(real memory)或主要記憶體(primary memory)。 輸入/輸出模組(I/O modules)：負責電腦與外界環境間資料的傳輸，包括：輔助記憶體(secondary memory)、通訊設備與終端機(terminals)。 系統匯流排 (system bus)：這些結構與機制提供了處理器、主記憶體與I/O模組間的通訊。 1.2 處理器的暫存器 使用者可見的暫存器(user-visible registers)：減少對主記憶體存取的次數，增加程式的效率。 控制與狀態暫存器(control status registers)：處理器的控制、程式執行的控制。 使用者可見的暫存器(user-visible registers) 資料暫存器(data registers)：大部分情形下可以為任何指令使用，也有例外，如某些暫存器限於做浮點運算時使用。 位址暫存器(address registers)：儲存主記憶體位址，或部分的位址用以計算完整的位址，可能是一般的或是專門在某定址模式下使用。 索引暫存器(index registers)：將一基底位址(base address)加上索引後，產生有效位址(effective address)。 區段指標(segment pointer)：利用區段定址模式，記憶體分為許多區段，參考記憶體時，利用區段指標與在區段中的位移。 堆疊指標(stack pointer)：指到堆疊的頂端。操作堆疊的指令，如push、pop。 控制與狀態暫存器(control status registers) 在大多數的機器中，大部分都不是使用者可見的，有些則可以在控制模式下，由特定的指令所存取。 程式計數器(Program Counter, PC)：程式執行時，將要被執行的指令位址。 指令暫存器(Instruction Register, IR)：最近一個讀取的指令。 記憶體位址暫存器(Memory Address Register, MAR) 記憶體緩衝區暫存器(Memory Buffer Register, MBR) 輸入/輸出位址暫存器(I/O Address Register, I/O AR) 輸入/輸出緩衝區暫存器(I/O Buffer Register, I/O BR) 程式狀態字組暫存器(Program Status Word, PSW)：程式及其他狀態，如：中斷許可/取消(interrupt enable/disable)、監督與使用者模式(supervisor/user mode)位元。 狀態碼(亦稱為旗標, flag)是處理器運算結束後設定的位