文章目錄

• • • 1.1 指令概念及其分類
    • 1.2 操作系統(tǒng)體系結構：
    • • • 1.2.1操作系統(tǒng)內核概念
    • 1.3 中斷和異常
    • • • 1.3.1 中斷的誕生
        • 1.3.2 中斷分類
        • 1.3.3 外中斷的處理過程
        • 1.3.4 中斷小結
    • 1.4 系統(tǒng)調用
    • • • 1.4.1 系統(tǒng)調用介紹
        • 1.4.2 系統(tǒng)調用功能
        • 1.4.3 系統(tǒng)調用小結

1.1 指令概念及其分類

指令就是CPU能識別并且執(zhí)行的最基本的命令

注意：一條高級語言的代碼翻譯過來可能會對應多條指令

CPU如何判斷當前是否可以執(zhí)行特權指令？
答：通過處理器的狀態(tài)

由此可以將計算機程序分為以下兩類：

1.2 操作系統(tǒng)體系結構：

1.2.1操作系統(tǒng)內核概念

內核就是計算機上配置的底層軟件，是操作系統(tǒng)最基本、最核心的部分，實現(xiàn)操作系統(tǒng)內核功能的那些程序就是內核程序。

1.3 中斷和異常

1.3.1 中斷的誕生

為了解決早期的計算機各程序只能串行執(zhí)行，系統(tǒng)資源利用率低的問題，人們發(fā)明了操作系統(tǒng)（作為計算機的管理者），引入中斷機制，實現(xiàn)了多道程序并發(fā)。

執(zhí)行本質：發(fā)生中斷就意味著需要操作系統(tǒng)介入，開展管理工作

當中斷發(fā)生時，CPU立即進入核心態(tài)

當中斷發(fā)生后，當前運行的進程暫停運行，并由操作系統(tǒng)內核對中斷進行處理

對于不同的中斷信號，會進行不同的處理

發(fā)生了中斷，就意味著需要操作系統(tǒng)介入，開展管理工作。由于操作系統(tǒng)的管理工作（比如進程切換、分配I/O設備等）需要使用特權指令，因此CPU要從用戶態(tài)轉為核心態(tài)。中斷可以使CPU從用戶態(tài)切換為核心態(tài)，使操作系統(tǒng)獲得計算機的控制權。有了中斷，才能實現(xiàn)多道程序并發(fā)執(zhí)行。

用戶態(tài)、核心態(tài)之間的切換是怎么實現(xiàn)的？

答：“用戶態(tài)→核心態(tài)”是通過中斷實現(xiàn)的。并且中斷是唯一途徑；
“核心態(tài)→用戶態(tài)”的切換是通過執(zhí)行一個特權指令，將程序狀態(tài)字（PSW）的標志位設置為“用戶態(tài)”。

1.3.2 中斷分類

1.3.3 外中斷的處理過程

1.3.4 中斷小結

1.4 系統(tǒng)調用

1.4.1 系統(tǒng)調用介紹

• 操作系統(tǒng)作為用戶和計算機硬件之間的接口，需要向上提供一些簡單易用的服務。主要包括命令接口和程序接口。其中，程序接口由一組系統(tǒng)調用組成。

• “系統(tǒng)調用”是操作系統(tǒng)提供給應用程序（程序員/編程人員）使用的接口，可以理解為一種可供應用程序調用的特殊函數(shù)，應用程序可以通過系統(tǒng)調用來請求獲得操作系統(tǒng)內核的服務

1.4.2 系統(tǒng)調用功能

應用程序通過系統(tǒng)調用請求操作系統(tǒng)的服務。而系統(tǒng)中的各種共享資源都由操作系統(tǒng)內核統(tǒng)一掌管，因此凡是與共享資源有關的操作（如存儲分配、I/O操作、文件管理等），都必須通過系統(tǒng)調用的方式向操作系統(tǒng)內核提出服務請求，由操作系統(tǒng)內核代為完成。這樣可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，防止用戶進行非法操作。

1.4.3 系統(tǒng)調用小結

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2 操作系统第一章 操作系统体系结构、中断和异常、系统调用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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