1.4操作系统运行机制与体系结构
一,操作系统运行机制:
1,内容:
1)内核程序,在核心态执行特权指令,和非特权指令
2)应用程序,在用户态执行非特权指令
2,名称解释:
1)什么是指令,它与代码有什么关系?
指令:是CPU能识别,执行的最基本命令——也就是010110的二进制数
联系:代码需要翻译成二进制的机器指令才能被计算机执行
2)指令分类:
特权指令:不允许普通用户使用,如内存清零
非特权指令:运行普用户使用,如加减乘除
3)两种处理器状态:
核心态:可以执行特权指令,和非特权指令
用户态:不能执行特权指令,能执行非特权指令
4)两种程序:
内核程序:需要使用特权指令的程序
应用程序:不需要使用特权指令的程序
二,操作系统内核:
1,什么是内核?
答:下层+中层=操作系统内核。
我们根据操作系统的接口功能对操作系统进行分层:
下层(实现时钟管理,中断处理,原语,实现进程并发的最基本功能)
中层(进程管理,存储器管理,设备管理等功能)
上层(任务管理器,记事本等偏向软件的功能)
2,名称解释:
1)时钟管理:实现计时功能——例如判断时间片是否用完
2)中断处理:复制中断机制——时间片用完了,就中断该进程
3)原语:一种特殊程序,可以保证一些操作不会因为进程切换而中断,它处于操作系统
层,是最接近硬件的部分,具有原子性,运行时间短,调用频繁
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,操作系统的体系结构:
由于内核范围不同而分成
1,大内核:包括操作系统的下层和中层
优点:高性能
缺点:内核代码庞大,结构混乱,难以维护
2,微内核:操作系统的下层
优点:内核功能少,结构清晰,便于维护
缺点:需要频繁在核心态和用户态切换,性能低
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