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5. 运行机制和体系结构

程序员文章站 2022-04-25 20:29:53
1. 运行机制1.1 两种指令特权指令如内存清零指令仅在内核态下才能使用的指令不允许用户程序使用非特权指令如普通的运算指令在目态和管态下都能工作操作系统能执行全部机器指令,应用程序只能使用非特权指令。1.2 两种处理器状态用户态(目态)此时CPU只能执行非特权指令核心态(管态)特权指令、非特权指令都可执行两种处理器状态用程序状态字寄存器(PSW)中的某标志位来标识当前处理器处于什么状态。程序状态字(PSW)作用:实现程序状态的保护和恢....

5. 运行机制和体系结构

1. 运行机制

1.1 两种指令

  • 特权指令
    1. 如内存清零指令
    2. 仅在内核态下才能使用的指令
    3. 不允许用户程序使用
  • 非特权指令
    1. 如普通的运算指令
    2. 在目态和管态下都能工作

操作系统能执行全部机器指令,应用程序只能使用非特权指令。

1.2 两种处理器状态

  • 用户态(目态)
    • 此时CPU只能执行非特权指令
  • 核心态(管态)
    • 特权指令、非特权指令都可执行

两种处理器状态用程序状态字寄存器(PSW)中的某标志位来标识当前处理器处于什么状态。


程序状态字(PSW)

作用:实现程序状态的保护和恢复。

标志划分:状态标志、控制标志和系统标志。

1.3 两种程序

  • 内核程序
    1. 是系统的管理者
    2. 既可以执行特权指令,也可以执行非特权指令
    3. 运行在核心态
  • 应用程序
    1. 只能执行非特权指令
    2. 运行在用户态

2. 操作系统的内核

内核: 计算机上配置的底层软件,是OS最基本、最核心的部分。

实现操作系统内核功能的程序就是内核程序。
5. 运行机制和体系结构

功能:

  1. 中断处理
  2. 时钟管理
  3. 短程调度
  4. 原语管理

属性:

  1. 内核是由中断驱动的
  2. 内核是不可抢占的
  3. 内核可以在屏蔽中断状态下执行
  4. 内核可以使用特权指令

内核是OS对裸机的第一次改造,内核和裸机组成了第一次虚拟机,进程在虚拟机上运行。


虚拟机特性:

  1. 虚拟机没有中断
  2. 虚拟机为每个进程提供了一台虚处理器
  3. 虚拟机为进程提供功能强大的指令系统

3. 操作系统的体系结构

5. 运行机制和体系结构

  • 大内核
    1. 将OS的主要功能模块都作为系统内核,运行在核心态
    2. 优点:高性能
    3. 缺点:内核代码庞大,结构混乱,难以维护
  • 微内核
    1. 只把最基本的功能保留在内核
    2. 优点:内核功能少,结构清晰,方便维护
    3. 缺点:需要频繁地在核心态和用户态之间切换,性能低

华为鸿蒙系统用的是微内核。

本文地址:https://blog.csdn.net/qq_46025031/article/details/109016034

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