Hardware-Modell & CPU
Hardware-Modell & CPU
Stark vereinfachtes Hardware-Modell: eine/mehrere CPUs (mit Befehlssatz, Befehlszähler, Statuswort), Register, Hauptspeicher (physikalische Adressen) und I/O-Geräte (über Controller).
Bestandteile
CPU(s) mit:
- Befehlssatz (Instruction Set Architecture, ISA)
- Befehlszähler für den nächsten auszuführenden Befehl
- Statuswort, das den aktuellen Prozessor-Status speichert — u.a. die Privilegierungsstufe (Privilege Ring): Kernel- oder User-Modus → Kernel- und User-Modus
Register — die unmittelbaren, schnellsten Speicherzellen der CPU. Ihre Werte sind Teil des physischen Prozesszustands (Prozessverwaltung & PCB).
Hauptspeicher — enthält Code und Daten, wird über physikalische Adressen angesprochen. Die Trennung von physikalischen und virtuellen Adressen ist Thema der Speicherverwaltung.
I/O-Geräte — über spezielle Speicherstellen ansprechbar, von Controllern verwaltet. Sie melden sich über Interrupts.
Einordnung
Genau weil diese Hardware heterogen ist, braucht es die Abstraktion durch das Betriebssystem. Ein laufendes Programm samt seiner Ressourcen bildet einen Prozess — quasi einen „virtuellen Rechner". Mehrere CPUs entsprechen dabei mehreren Threads innerhalb eines Prozesses.
Verwandte Notes
Kernel- und User-Modus · Interrupts & Exceptions · Prozess · Virtual Memory
