os运行机制和体系结构

一、运行机制

(1)两种指令

指令:处理器(CPU)能识别、执行的最基本的命令。

有的指令有很高权限,如:内存清零指令。如果用户程序可以使用这个程序,就代表一个用户可以随意清零其他用户的内存数据,这是应该极力避免的。


指令类别

那么CPU如何判断当前是否可以执行特权指令?

(2)两种处理器状态


处理器状态类型

个人理解:当处于内核态时,CPU被操作系统内核占用;处于用户态时,操作系统让渡CPU给应用程序的指令队列运行。

(3)两类程序


两种程序

实现内核功能的程序就是内核程序。

(4)三者的联系

内核态(Kernel Mode):运行内核程序,特权非特权指令都可。

用户态(User Mode):运行应用程序,只能执行非特权指令。

二、内核功能

内核是计算机配置的底层软件,是操作系统最基础、核心的部分。它为众多应用软件提供计算机硬件的安全访问的一部分软件,这种访问资源是有限的,并且内核决定一个程序对某部分硬件资源分配和占用多久进行管理。

①时钟管理——实现计时功能

②中断处理——负责中断机制

③原语

④对系统资源进行管理的功能——进程管理,存储器管理,设备管理

三、操作系统体系结构

只包括内核功能①②③的系统内核称作微内核,全包括的称为大内核。


操作系统的体系结构和公司管理类似。

内核=管理层,负责重要工作,只有管理层才能执行特权指令,普通员工只能执行非特权指令

用户态内核态切换就类似于普通员工和管理层的工作交接


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