@[toc](操作系统 第一章 (用户态 核心态 中断 异常))

操作系统的概念功能和目标

操作系统的概念：是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理的组织调度计算机的工作和资源分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境，它是计算机系统中最基本的系统软件
1）作为系统资源的管理者：
处理机管理，存储器管理，文件管理，设备管理
2）作为用户和计算机的接口：
命令接口：
①联机命令接口：用户说一句，系统做一句(交互式命令接口)
②脱机命令接口：用户说一堆，系统做一堆(批处理)
程序接口：由一组系统调用(广义指令)组成，用户通过程序简介使用，比如调用DLL
③图形用户界面

操作系统的特征

1.并发(两个最基本的特征之一)并发和共享互为存在条件
指事件宏观上是同时发生的，微观上是交替发生的
2.共享(两个最基本的特征之一)并发和共享互为存在条件
互斥共享：一段时间只允许一个进程访问
同时共享：一个时间段多个程序“同时”访问
3.虚拟：把物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物
空分复用技术:如虚拟存储器技术
时分复用技术：如虚拟处理器
4.异步：允许多个程序并发执行，但是是走走停停，程序执行不是一管到底，只有系统拥有并发性，才会有异步性

操作系统的发展与分类

1.手工操作阶段
2.批处理阶段——单道批处理系统：脱机输入输出
3.批处理阶段——多道批处理系统：多道程序并发，共享计算资源,无人机交互
4.分时操作系统：以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务，解决了人机交互问题，但不能优先处理一些紧急任务
5.实时操作系统：在严格的时间内处理完事件，主要特点是及时性和可靠性

操作系统的运行机制与体系结构

1.两种指令：
特权指令：如内存清零指令，不允许用户程序使用
非特权指令：如普通的运算指令
2.两种处理器状态(由程序状态寄存器psw保存)
用户态(目态)：只能执行非特权指令
核心态(管态)：特权、非特权指令都能执行
3.两种程序：
内核程序：运行在核心态，可以执行特权和非特权指令
应用程序：只能执行非特权
操作系统内核：是计算机配置的底层软件
大内核：高性能，内核代码庞大，难以维护
微内核：内核功能少，方便维护，但是需要在核心态和用户态之间切换

中断和异常

1.中断：为了实现多道程序并发执行而引入的技术
1）当中断发生时，CPU立即进入核心态，操作系统或者计算机控制权
2）当中断发生后，当前进程暂停运行，并由操作系统内核对中断进行处理
3）对于不同的中断信号，会不同处理
用户态和和心态的切换通过中断实现，并且只能通过中断实现
内外中断的区别是中断源来源于CPU内部还是外部
内中断：也称异常、例外‘陷入’，如指令中断、缺页故障、软件中断(除0)，分为：陷入、故障、终止
外中断：外设请求、人工干预，如I/O操作完成发出中断信号，分为I/O中断请求、人工干预
外部中断处理过程：

系统调用

系统调用需要在核心态下进行
传递系统调用参数——>执行陷入指令(用户态)——>执行系统调用相应的服务程序(和心态)——>返回用户程序
注意
1.陷入指令是在用户态执行的，执行陷入指令后立即引发一个内中断，CPU从而进入和心态
2.发出系统调用的请求是在用户态，而对系统调用的相应处理在核心态下进行
3.陷入指令是唯一一个只能在用户态而不能在核心态执行的指令

最后

以上就是高贵海燕为你收集整理的操作系统 第一章 (用户态 核心态 中断 异常)操作系统的概念功能和目标操作系统的特征操作系统的发展与分类操作系统的运行机制与体系结构中断和异常系统调用的全部内容，希望文章能够帮你解决操作系统 第一章 (用户态 核心态 中断 异常)操作系统的概念功能和目标操作系统的特征操作系统的发展与分类操作系统的运行机制与体系结构中断和异常系统调用所遇到的程序开发问题。

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