5G|知其然知其所以然,计算机操作系统原来是这么运行的

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5G|知其然知其所以然,计算机操作系统原来是这么运行的

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说到底 , 再怎么高大上 , 一定也要记得操作系统本质上也是软件 。

机器指令(二进制)才能操控计算机 。
有牛人负责写实现操作系统内 , 他们写的是“内核程序” , kernel , 这是操作系统中最重要的核心部分 , 也是最接近硬件的部分 。
这里不得不提的一点就是程序运行的过程就是CPU执行一条一条的机器指令的过程 。

  • 特权指令:内存清零---只有内核程序才能使用
  • 非特权指令:基本的加减乘除的菜鸟指令

CPU设计之初就能区分出来的 。 相当于CPU把自己划分出两种状态
  • 内核态=核心态=管态----顾名思义
  • 用户态=目态----顾名思义
PSW(程序状态寄存器) , 就是靠它标记的 。 1表示内核 , 0表示用户态
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  1. 开机喽 , CPU运行啦 。 ---这是CPU为内核态
  2. 让出CPU , 别的程序可以运行 , 程序运行在用户态
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内核态、用户态的切换:触发中断信号切换到内核态 , 硬件自动完成;一条修改PSW的特权指令可以使内核态切回用户态 。

上面是不是提及了一个小淘气“中断” , 她是做啥的?
“中断”是让操作系统内核多会CPU使用权的唯一途径 。
  • 内中断:信号来源于CPU内部------指令或者参数(除数0)非法;用户态下的陷入指令(一条特殊指令但不是特权指令)------与当前执行的指令------异常
  1. 【5G|知其然知其所以然,计算机操作系统原来是这么运行的】陷入:
  2. 故障:内核程序能修复
  3. 终止 :
  • 外中断:信号来源于CPU外部------与当前执行的指令无关
    时钟中断---时钟部件能发中断信号
    I/O中断----输入/输出设备发来的中断信号
中断机制的基本原理 , 因地制宜 , 处理好内外关系
  1. 检测中断信号
    内:CPU在执行时检查是否有异常发生
    外:每个指令周期末尾 , CPU检查是否有外中断信号需要处理
  2. 找到相应的中断处理程序


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