操作系统控制硬件的方式课件.pptVIP

操作系統控制硬體的方式操作系統為所有的軟體創建了一個通用平臺。因為每個程式員都有自己的存儲格式。如果沒有操作系統，就不可能在同一個磁片上存儲由不同的程式創建的檔。操作系統也提供了一個工具，來完成應用程式外部執行的任務。實際上操作系統由通用平臺（如windows）、BIOS和設備驅動程式組成。工作原理：操作系統相當於一個舞臺，應用程式相當於舞臺上的演員，硬體相當於舞臺上的幕布、燈光、道具，設備驅動程式相當於燈光控制器，而BIOS則相當於控制道具的人。演員只管完成自己的角色。它對道具的要求全都依賴舞臺，舞臺也不能直接控制燈光，他指定燈光控制器對燈光進行控制。類似上述，應用程式只完成內部程式的運行，它同外部硬體的任何通信全有賴於WINDOWS（包括數據交換、顯示等），windows同硬體之間也需要BIOS指定地址、中斷等。否則，windows就無法在大量的地址中找到相應的存儲地址、控制地址。但是，BIOS也並不一定能對所有硬體應付自如，它只對通用硬體起到良好的控制作用，如硬碟、滑鼠、鍵盤等。但對於大型、新式硬體，由於找不到相應的硬體參數，就無法控制。所以它要借助於硬體驅動程式，硬體驅動程式包含該硬體的數據傳輸率、控制方式、編碼方式等參數。新加入一個硬體關於此硬體的參數就被載入BIOS。4－1處理器和中斷Windows可執行多任務，但怎樣讓處理器同時處理多個程式？CPU是由若干個二極體、三極管組成，再組成若干個與門、或門等，程式的完成就是執行這些輸入輸出。一旦運行，則需要得到一個輸出。在這個過程中，不能執行其他程式。否則，就有兩個輸入，引起邏輯混亂。在電腦中，怎樣協調處理器和多任務之間的矛盾，採用的技術就是中斷。在內存中專門有一個特殊位置，即堆疊，專門存放操作地址。在操作系統處理一個程式時，例如，殺毒軟體駐留在內存中進行病毒監控。啟動一個新程式，需要雙擊滑鼠，雙擊產生的電流脈衝傳輸到介面。脈衝信號經過編譯輸入到中斷控制器。當然這個過程也需要BIOS的參與。中斷控制器通知處理器出現了中斷，CPU將當前關於程式操作的數據存入堆疊，如當前地址、數據值、程式執行情況。滑鼠雙擊將要執行的程式，例如在桌面的快捷方式，會自動鏈接到該程式，執行.EXE檔，如果找不到此檔，就給出出錯資訊，如打開方式等。這個執行程式將硬碟中的數據載入記憶體，這些數據同處理器之間進行數據交換，CPU對數據進行處理，完成程式。之後，再調入堆疊，對上一個程式進行處理。若有多個程式同時運行，就將所有程式放入堆疊，處理完1程式的一部分，再處理2程式，所有程式處理完後，再回來處理1程式，類似於時分多址。由於這個原因，要求堆疊大小合適，太大會佔用太多記憶體資源，太少則無法處理多窗口任務，這是記憶體優化的一個內容，但需要電腦自適應處理，堆疊隨任務多少自動調整。另外，CPU處理速度也很重要，如果速度太慢，不停的更換應用程式將會使得某些程式得不到運行，出現類似於“死機”的狀態。4.2BIOS和驅動程式如上述,BIOS中存放有一些基本硬體資訊，這些資訊負責和硬體通信，但是BIOS的容量有限，只能存入少部分通用硬體資訊，而且，硬體更新速度很快，BIOS中的資訊過時也很快。所以應該隨時更新硬體驅動程式，以使軟硬體完美配合，Windows硬體庫中帶有大量硬體驅動，但也不能滿足要求，所以對於驅動，應以廠家的驅動更新為主。4.3即插即用啟動後，BIOS檢測端口，搜索設備中只讀記憶體的代碼，之後，將控制權轉給操作系統。