操作系统学习（1）

迈不过友情╰ 2022-01-16 04:27 258阅读 0赞

操作系统是什么？操作系统是管理计算机硬件的程序，同时为应用程序提供基础，是硬件与用户之间的中介。

计算机系统可分为4个部分：计算机硬件，操作系统，系统程序，和应用程序。

计算机由计算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备组成。

计算机含有很多资源，如CPU，内存，文件存储空间，I/O设备等，操作系统就是一个资源分配器，能够根据各种算法对资源进行调度，从而使得计算机的资源利用率较高。

简单的说，操作系统就是一个帮助我们有效管理计算机资源的大管家。

一讲到计算机，一讲到操作系统，我们一般都会想到内存，内存是什么呢？内存是所有计算机程序运行的地方，用来存储程序或者运算的中间结果等。内存又称为主存，是CPU能够直接寻址的存储空间，其特点是存取速度快，但属于易失性存储设备，断电后将会失去所有内容。

一般在计算机上光有内存是不行的，一个完整的计算机存储系统还可能包含其他存储设备。我们根据存储设备的存取速度以及价格可以将各种存储设备排一下顺序，如下所示：

寄存器，高速缓存，主存，电子磁盘，磁盘，光盘，磁带

计算机的I/O设备包含输入输出设备，内部文件存储系统等。

DMA，全称direact memory access，指的是直接内存访问。在计算机系统中，几乎所有的I/O操作都要CPU的参与，当I/O操作时通过中断来进行驱动时，那么对于大量数据的I/O操作必然会引起CPU的超载问题。DMA就是为了解决这个问题而出现的。

在I/O操作前，CPU初始化这个传输过程，并将控制权交给DMA控制器，而后DMA控制器在没有CPU的指导下完成对于数据的I/O操作，在完成操作后DMA控制器将总线控制权交给CPU。整个DMA操作可以分为4个步骤：

（1）   DMA请求

CPU对DMA控制器初始化，I/O设备提出DMA请求；

（2）   DMA响应

DMA控制器收到DMA请求后判断优先级及屏蔽，并申请总线控制权，当CPU结束当前操作释放总线控制权后，DMA控制器获得总线控制权，并通知I/O设备开始传输数据；

（3）   DMA传输

在DMA控制器的控制下完成数据的传输动作，不需要CPU的参与；

（4）   DMA结束

在数据传输完以后，DMA释放总线控制权，将控制权还给CPU，并向I/O接口发出结束信号，I/O设备受到结束信号后向CPU提出中断请求。

（如有错误，还请指正，谢谢！）

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