操作系统的运行机制体系结构

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运行机制

两种指令

1. 特权指令：不允许用户程序直接使用
2. 非特权指令

两种处理器状态

CPU如何判断当前是否可以执行特权指令？

通过两种处理器的状态

1. 用户态（目态）：此时CPU只能执行非特权指令
2. 核心态（管态）：特权指令，非特权指令都可执行

两种程序

1. 内核程序：操作系统的内核程序是系统的管理者，既可以执行特权指令，依然可以执行非特权指令，运行在核心态。

2. 应用程序：为了保证系统能安全运行，只能执行非特权指令，运行在用户态。

操作系统内核

1. 时钟管理：实现计时功能

2. 中断处理

3. 原语（设备驱动，CPU切换等）：原语是一种特殊的程序。是最接近硬件的部分，这种程序的运行具有原子性^[1]。

4. 对系统资源进行管理的功能

   1. 进程管理

   2. 存储器管理

   3. 设备管理

内核是计算机上配置的底层 软件，是操作系统最基本、最核心的部分。

实现操作系统内核功能的那些程序就是 内核程序。

操作系统的体系结构

时钟管理、中断处理以及原语是与硬件关联较紧密的模块。

对系统资源进行管理的功能有的操作系统不把它归为“内核功能”。也就是说，不同的操作系统，对内核功能的划分可能不一样。

大内核

包含上述所有的功能甚至更多

也就是说，大内核将操作系统的主要功能模块都作为系统内核，运行在核心态。

优点：高性能

缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护。

微内核

只包含时钟管理、中断处理以及原语

也就是说，只把最基本的功能保留在内核。

优点：内核功能少，结构清晰，方便维护。

缺点：需要频繁的在核心态和用户态之间切换，性能低。

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1. 原子性指这种程序要么不运行要么一气呵成中间不可中断。 ↩︎

标签：操作系统,特权,程序,指令,内核,运行机制,体系结构
来源： https://www.cnblogs.com/roundtheclock/p/16603491.html