操作系统概述——运行机制与体系结构

指令与代码：

“指令”就是处理器（CPU）能识别、执行的最基本命令

一条高级语言的代码翻译过来可能会对应多条指令

非特权指令：加、减、乘、除这些普通的运算指令。

特权指令：不允许用户程序使用；内存清零指令。如果用户程序可以使用这个指令，就意味着一个用户可以将其他用户的内存数据随意清零，这样做显然是很危险的。

CPU根据自身状态判断是否能执行特权命令：程序状态寄存器PSW;用户态（非特权）；核心态（特权-非特权）

内核程序：

是系统的管理者，既可以执行特权指令，也可以执行非特

权指令，运行在核心态。

应用程序：

保证系统能安全运行，普通应用程序只能执行非特权指令，运行在用户态

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。

时钟管理：计时功能

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。

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

觖点：需要频繁地在核心态和用户态之间切换，性能低

操作系统的体系结构问题与企业的管理问题很相似。

内核就是企业的管理层，负责一些重要的工作。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、核心态之间的切换相当于普通员工和管理层之间的工作交接

大内核：企业初创时体量不大，管理层的人会负责大部分的事情。优点是效率高：缺点是组织结构混乱难以维护。

微内核：随着企业体量越来越大，管理层只负责最核心的一些工作。优点是组织结构清晰，方便维护；缺点是效率低。

特权指令只能在核心态下执行

内核程序只能在核心态下执行