2022年操作系统ch中央处理器完整.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,操作系统课件ch中央处理器,优选操作系统课件ch中央处理器,2.1中央处理器,计算机系统的核心是中央处理器,单处理器系统：,一个计算机系统只包括一个运算处理器。,多处理器系统：,一个计算机系统有多个运算处理器。,从串型到并行(1),早期计算机系统是基于单个处理器的顺序处理机器，,程序员编写串行执行的代码，让其在处理器上串行执行，每条指令的执行也是串行的。,从串型到并行(2),提高计算机处理速度，首先发展起来的是联想存储器系统和流水线系统，,前者提出了数据驱动的思想，后者解决了指令并行执行问题，都是计算机并行化发展的例子。,计算机系统结构分类(1),单指令流单数据流（SISD）,单指令流多数据流（SIMD）,多指令流单数据流（MISD）,多指令流多数据流（MIMD）,计算机系统结构分类(2),单指令流单数据流：一个处理器在一个存储器中的数据上执行单条指令流。,单指令流多数据流：单条指令流控制多个处理单元同时执行，每个处理单元包括处理器和相关的数据存储，一条指令控制了不同的处理器对不同的数据进行操作。向量机和阵列机是这类计算机系统的代表。,计算机系统结构分类(3),多指令流单数据流：一个数据流被传送给一组处理器，通过处理器上不同指令操作最终得到处理结果。,多指令流多数据流：多个处理器对各自不同的数据集同时执行不同的指令流。可以把MIMD系统划分为共享内存紧密耦合系统和内存分布松散耦合系统两大类。,计算机系统的处理器包括一组寄存器，其个数根据机型的不同而不同，它们构成了一级存储，比主存容量,小,，但访问速度快。,这组寄存器所存储的信息与程序的执行有很大关系，构成了处理器现场。,寄存器(2),通用寄存器：,数据寄存器：,基地址寄存器：,I/O地址寄存器：,I/O缓冲寄存器：,控制寄存器：,其他寄存器,特权指令与非特权指令(1),计算机的基本功能是执行程序，最终被执行的程序是存储在内存中的机器指令程序。,处理器根据程序计数器(PC)从内存中取指令到指令寄存器并执行它，PC将自动增长或改变为转移地址指明下条执行的指令。,特权指令与非特权指令(2),机器指令的集合称指令系统，反映了一台机器的功能和处理能力。指令分为以下五类：,(1)数据处理类指令；,(2)转移类指令；,(3)数据传送类指令；,(4)移位与字符串指令；,(5)I/O类指令。,特权指令与非特权指令(3),从资源管理和控制程序执行的角度出发，必须把指令系统中的指令分作两部分：,特权指令和非特权指令,。,特权指令是指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令，如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、建立存储键，加载PSW等。,中央处理器怎么知道当前是操作系统还是一般用户程序在运行呢?,处理器状态标志和设置处理器成不同状态。,管理状态（特权状态、系统模式、特态或管态）和用户状态（目标状态、用户模式、常态或目态）。,处理器状态(2),处理器处于管理状态时，程序可以执行全部指令，使用所有资源，具有改变处理器状态的能力；处理器处于用户状态时，程序只能执行非特权指令。,Intel Pentium的处理器状态有四种，支持4个保护级别，0级权限最高，3级权限最低。,计算机如何知道当前处于何种工作状态？这时能否执行特权指令？通常操作系统都引入,程序状态字PSW,（Program Status Word）来区别不同的处理器工作状态。,IBM360/370系列计算机程序状态字的基本格式,XX X X XXXX X X XXXXXX,8位系统,屏蔽,4位CMWP,字段,4位程序,屏蔽,4位保护键,16位中断码,字段,指令长和,条件码,24位指令,地址,程序状态字寄存器(1),PSW用来控制指令执行顺序并保留和指示与程序有关的系统状态，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。,每个程序都有一个与其执行相关的PSW，每个处理器都设置一个PSW寄存器。程序占有处理器执行，它的PSW将占有PSW寄存器。,程序状态字寄存器(2),PSW寄存器包括以下内容：,程序基本状态：,(1)程序计数器；(2)条件码；,(3）处理器状态位。,中断码。保存程序执行时当前发生的中断事件。,中断屏蔽位。指明程序执行中发生中断事件时，是否响应出现的中断事件。,程序状态字寄存器(3),Intel Pentium中，PSW由标志寄存器EFLAGS和指令指针寄存器EIP组成，均为32位。,EFLAGS的低16位称FLAGS，标志可划分为三组：状态标志、控制标志、系统标志。,程序状态字寄存器(4),状态标志：使得一条指令的执行结果影响后面的指令。,算术运算指令使用溢出标志，符号标志，结果为零标志，辅助进位标志，进位标志，奇偶校验标志；,串扫描、串比较、循环指令使用ZF通知其操作结束。,操作系统安装教学设计,（优选）操作系统安装教学设计.,本教学用学习生活中常遇到的安装计算机操作系统来,构建,教学环境，理论为辅，实训为主，,吸引学生的,兴趣,，激发学生学习积极,主动,性,，,使学生在,简单轻松的实践过程中掌握技能,；,在实训过程中随时提问学生一些重点问题，让学生思考，,培养学生的观察问题、分析问题和归纳总结的能力。通过本,课,的学习，使学生,能高效快捷掌握操作系统的安装,，,并,能,在今后的生活学习中学以致用,，,该操作技能是计算机组装的重要技能，,是学生,必须掌握的重要技能,。,教学设计说明,设计大纲目录,一、教学内容分析,二、学情分析,三、教学目标分析,四、教学重点、难点分析,五、教学方法，学习方法分析,六、教学资源,七、教学实训实施过程,八、教学总结,安装操作系统是,计算机组装与维护,课程的重要内容，且该内容实践操作实训非常重要，如果根据传统安装方法非常繁琐，容易出错，步骤繁多，不利于学生的学习掌握，因而抛弃传统的操作系统的安装方法，选用目前非常常用的流行,U,盘安装,GHOST,版本,WIN7,操作系统的安装方法，该方法简单、高效、快捷、实用，只要装机三步，人人都能轻易掌握。,GHOST,安装系统？,SO EASY,一、教学内容分析,1,、我校计算机班学生理解领悟记忆能力一般，对于理论知识较为厌恶，理论越少越好，最好全部都是操作不用动脑。,2,、学生喜欢实践动手操作，但是对于操作步骤繁多的不能很好记忆掌握，容易混乱，因而实际操作必须简洁明了，简单易懂，步骤越简练越好。,二、学情分析,三、教学目标分析,1,、知识与技能：通过本实训掌握,GHOST,版,WIN7,旗舰版操作系统的安装，并牢记,装机三步,。,2,、掌握与应用：,通过实训过程中教师的讲授、启发、点拨，和学生的理解自主合作探究使学生能及继而学以致用，举一反三，能够安装其他的,WINDOWS,操作系统,。,四、教学重点难点,安装,GHOST,版,WIN7,操作系统三步：,1,、启动,U,盘的制作。,2,、进入,PE,系统。,3,、一键安装系统。,牢记装机三步，,安装系统好轻松！,五、教法、学法分析,站在在学生的角度设计教学，教法就是学法,首先利用多媒体教学设备和课件在课堂上老师亲自示范安装一次，对其中的重要步骤讲解，让学生对安装操作系统三步流程有大概了解。,然后学生分组实训（人多不好详细指点指导），每组,10,人，到组装实训室，先由老师讲解一遍，然后由学生提出疑问并答疑，最后学生动手安装系统，对安装过程中的疑问随时解答。,六、教学资源,1,、配置完善正常的台式计算机,10,台，完好,U,盘,10,个，已经在每台机存储好装机所需要的软件和,WIN7,镜像文件。,七、教学实训实施过程,1,、引入：利用现实一些系统崩溃，蓝屏等等需要安装系统的故障现象激发学生兴趣和学习积极主动性。,注：拿去外面维修店安装系统硬盘里面的私密数据有可能泄露。,2,、课堂理论部分,1,、全体同学课堂上先看老师示范安装系统，要求学生牢记装机三步（制作启动,U,盘、,F12,进,PE,、一键安装系统），并了解具体装机三步的重要步骤。,2,、观看一次完整,U,盘安装系统全过程。,3,、实训过程设计,分组实训：每,10,个学生分成一组，每组,5,个男同学，,5,个女同学，每组,2,课时，前,10,分组由老师讲解实训装机三步的步骤和重点。,剩下时间由学生实际操作安装，老师对每位学生的安装进度和过程中的问题进行解答，并在安装过程中提出一些问题疑问让学生思考回答，培养学生发现问题，解决问题的能力。,设计意图,男女同学一组，男同学因为动手操作能力领悟强，可以帮助女同学，互相学习。并且可以培养学生综合交流能力；培养在实训过程中发现问题，分析问题和解决问题的能力。,教学实训装机三步具体步骤第一步,装机三步第一步：制作启动,U,盘。,1,、插入,U,盘，打开计算机的,D,盘，安装提前下载好的,U,盘启动盘制作工具“老毛桃,U,盘启动盘制作工具”。,问题与思考,：在学生制作启动,U,盘的时候提问：制作,U,盘启动盘后原来,U,盘的数据会消失么？带着问题操作。,2、打开U盘启动盘制作工具软件，选择默认模式，点击“一键制作”按钮即可自动制作好启动盘。,教学实训装机三步具体步骤第一步,3,、刚制作好的,U,盘启动盘只有两个文件夹，把下载好的,WIN7,旗舰版系统镜像文件,GWIN7.GHO,复制到启动,U,盘的,GHO,文件下。至此，安装系统的,U,盘制作完成。,注：将,GHO,镜像或者包含有,GHO,的,ISO,文件复制到本目录,(GHO,文件夹,),，进入,WINPE,时会自动弹出一键安装程序。,教学实训装机三步具体步骤第一步,系统镜像文件放这里,装机三步第二步：,F12,进,PE,。,1,、插入启动,U,盘，在计算机按下开机按钮的时候不间断按键盘,F12,键，进入系统启动菜单，选择,USB,设备启动。,教学实训装机三步具体步骤第二步,2,、进入老毛桃,U,盘启动界面，选择,WIN8PE,进入,PE,系统。,问题与思考,：在当前启动,U,盘的界面提问：为什么要进,PE,系统来安装系统？,教学实训装机三步具体步骤第二步,选择此项进入,PE,装机三步第三步：一键安装系统,1,、进入,PE,系统后会自动弹出老毛桃,PE,一键装机工具，如没有可以打开桌面“老毛桃,PE,装机工具”。,教学实训装机三步具体步骤第三步,问题与思考：,如果原来的系统桌面里面有很重要的数据文件怎么办，能取回来么？（注：此操作很重要，做第三步安装系统前，一定要确保在,C,盘中的重要数据不需要或者已经备份）,2,、在弹出对话框中选择还原分区，映像文件选择,U,盘的,GWIN7 64,映像文件，选择,C,盘，点击确定即可（一切选择默认即可，但为了确保无误，确认以上选项）。,教学实训装机三步具体步骤第三步,安装系统选此项（默认选项）,这里自动分析出计算机的映像文件，这里选择,U,盘的,WIN7,旗舰版映像文件,这里默认选择,C,盘安装，在安装之前确认选择,C,盘，否则其他盘数据会丢失,上述选择无误后，点击确定即可,3,、在弹出的确认框中点击确定即可开始安装系统。待进度条,100%,后重新启动计算机，拔掉,U,盘，等待系统自动安装完成（预计用时,20,分钟左右，期间不需要任何操作）。,教学实训装机三步具体步骤第三步,静待20分钟系统自动安装完成，包括硬件驱动和一些常用软件。至此系统安装完成。,教学实训装机三步具体步骤第三步,安装系统完成以后界面,八、教学实训总结,利用系统自动安装完成的等待时间里，老师组织同学们对安装过程中出现的问题和疑点难点以及实训所得做小结。最后牢记,装机三步：制作启动,U,盘、,F12,进,PE,、一键安装系统。,问题与思考：,在装机第三步中，一键确定即可完成安装，为什么要再三确认？装机三步里面比较难掌握的是那一部分？为什么？,