操作系统-启动、中断、异常和系统调用
启动：
cpu、内存、IO
DISK：存放OS
BIOS：基本I/O处理系统
Bootloader：加载OS至内存
内存预先存放BIOS，BIOS将bootloader加载至内存，bootloader将OS加载至内存
操作系统与设备和程序交互：
系统调用、异常、中断
系统调用：应用程序主动向操作系统发出服务请求
异常：非法指令或者其他坏的处理状态，来源于不良的应用程序
中断：来自不同的硬件设备的计时器和网络中断（外设）
为什么应用程序不能直接访问外设？要通过操作系统？
答：
1.内核是被信任的第三方
2.可以执行特权指令
3.方便应用程序，屏蔽底层devices，提供简单接口
3者特点及区别，如何实现？
1.源头不同：
外设、应用程序意想不到的行为、应用程序请求操作提供服务
2.处理时间
中断：异步
异常：同步
系统调用：异步（请求点同步，返回点有可能是异步的）或同步
3.响应：
中断：持续，对用户应用程序是透明的
异常：杀死或者重新执行意想不到的应用程序指令
系统调用：等待和持续
同步：
- 同步的定义：是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么，这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去。
- 特点：
- 同步是阻塞模式；
- 同步是按顺序执行，执行完一个再执行下一个，需要等待，协调运行；
异步：
- 是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作，不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理，这样可以提高执行的效率。
- 特点：
- 异步是非阻塞模式，无需等待；
- 异步是彼此独立，在等待某事件的过程中，继续做自己的事，不需要等待这一事件完成后再工作。线程是异步实现的一个方式
中断和异常的处理过程：
硬件处理过程、软件处理过程
中断：
硬件：
设置中断标记【CPU初始化】
1.将内部、外部事件设置中断标记
2.中断事件的ID
将中断号发给操作系统，进而操作系统根据中断号，找到对应的处理历程
软件：
保存当前处理状态
中断服务程序执行
清楚中断标记
恢复之前保存的处理状态
所谓“透明”
异常：异常编号
保存现场
异常处理
- 1.杀死
- 2.重新执行异常指令
恢复现场
也是透明的
系统调用：
- Win32API
- POSIX API（UNIX、LINUX、MAC OS X）
- Java API（JVM）
用户态->内核态：控制权从APP->操作系统
函数调用与系统调用的区别：
- 系统调用：
- 需要切换堆栈
- 需要状态转换
代价：为了安全可靠
操作系统有自己的堆栈、不能和应用程序的堆栈混为一谈
操作系统不信任应用程序
内存拷贝：无法通过指针传递的方式来拷贝
？？？？？TLB：页级制？？？？？