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操作系統的運行機制與體系結構

• • 一、兩種指令、兩種處理器狀態、兩種程序
  • 二、操作系統的內核
  • 三、操作系統的體系結構

一、兩種指令、兩種處理器狀態、兩種程序

💁 ” 指令 ” 就是處理器（CPU）能識別、執行的最基本命令

• 特權指令： 如內存清零指令 --> 不允許用戶程序使用。
• 非特權指令： 如普通的運算指令

? CPU如何判斷當前是否可以執行特權指令？

用程序狀態寄存器（PSW）中的某標志位來標識當前處理器處于什么狀態，如0為用戶態，1為核心態。

• 用戶態（目態）： 此時CPU只能執行非特權指令
• 核心態（管態）：特權指令、非特權指令都可以執行

?? 兩種程序

• 內核程序： 操作系統的內核程序是系統的管理者，既可以執行特權指令，也可以執行非特權指令，運行在核心態。
• 應用程序： 為了保證系統能安全運行，普通應用程序只能執行非特權指令，運行在用戶態。

二、操作系統的內核

內核 ：計算機上配置的 底層軟件，是操作系統最基本、最核心的部分。

實現操作系統內核功能的那些程序就是內核程序。

• 時鐘管理： 實現計時功能
• 中斷處理： 負責實現中斷機制
• 原語
  • 是一種特殊的程序
  • 處于操作系統最底層，是最接近硬件的部分
  • 這種程序的運行具有原子性 —— 其運行只能一氣呵成，不可中斷
  • 運行時間較短，調用頻繁
• 對系統資源進行管理的功能 （有的操作系統不把這部分功能歸為 “ 內核功能 ”。也就是說不同的操作系統，對內核功能的劃分可能并不一樣）
  • 進程管理
  • 存儲器管理
  • 設備管理

三、操作系統的體系結構

• 大內核
  • 將操作系統的主要功能模塊都作為系統內核，運行在核心態
  • 優點：高性能
  • 缺點：內核代碼龐大，結構混亂，難以維護
• 微內核
  • 只把最基本的功能保留在內核
  • 優點：內核功能少，結構清晰，方便維護
  • 缺點：需要頻繁地在核心態和用戶態之間切換，性能低

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【操作系统复习】操作系统的运行机制与体系结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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