操作系统的运行机制和体系结构（知识点笔记）

运行机制

指令
有的指令是非特权指令，诸如加减乘除这种普通的运算指令。
有的指令是特权指令（不允许用户程序使用），像是内存清零这种。
而对于内存清零这种特权指令，如果所有的程序都可以调用的话，则任何用户都可以删除其他用户的信息，这样做很明显是不对的。

处理器状态
对于上面两种指令，cpu又是如何判断当前是否可以执行特权指令的呢？
这里cpu存在两种状态：
1、用户态（目态）：此时只能执行非特权指令
2、核心态（管态）：特权指令和非特权指令都能执行
（这里用程序状态寄存器（PSW）中的某个标志位来标识当前的处理器处于什么状态。如0为用户态，1为核心态。）

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，也可以执行非特权指令，运行在核心态。
2、应用程序：为了系统的运行安全，应用程序只能执行非特权指令，运行在用户态。

操作系统内核

内核是计算机上配置的底层软件，是操作系统的基本、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。
在我们的Windows系统当中，有像记事本、资源管理器等等，但是这些都不是必不可少的（非内核功能）。

内核
1、对系统资源进行管理的功能（有的操作系统不把这些认为是内核功能）：进程管理、存储器管理、设备管理等等
2、和硬件紧密相关的：时钟管理、中断处理、原语（设备驱动、CPU切换等运行时间较短、调用频繁的特点）
（原语是最接近硬件的部分，这种程序运行具有原子性（其运行只能一气呵成，不可中断））

大内核（包含1、2）：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，性能高、但是内核代码庞大，结构混乱，难以维护。
微内核（只含2）：只把最基本的功能保留在内核，内核功能少，结构清晰，方便维护，但是需要频繁的在核心态和用户态之间切换，性能低。