【操作系统】4.操作系统的运行机制和体系结构

运行机制

系统运行机制 可以概括为两种指令、两种程序、两种处理器状态，其中：

两种指令：

• 特权指令

• 非特权指令

两种程序：

• 内核程序

• 应用程序

两种处理器状态：

• 核心态

• 用户态

补充

指令： 指令是处理器可以识别、执行的最基本命令。

特权指令可以理解为影响重大，不能轻易允许执行的指令，非特权指令则是影响相对较小的普通指令。

特权指令只有处理器处于核心态时才能执行，同时，只有内核程序可以执行。

非特权指令在处理器为核心态和用户态时都可以执行，同时，内核程序和应用程序都可以执行。

操作系统内核

操作系统内核有：

• 时钟控制

• 中断处理

• 原语

• 对系统资源进行管理

  • 进程管理

  • 存储器管理

  • 设备管理

原语： 一种特殊的程序，其执行具有原子性（一旦开始执行就只能连续执行，不能中断）

操作系统的体系结构

大内核： 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。

优点：具有高性能

缺点：内核代码庞大，结构混乱，维护困难

微内核： 只将最基本的功能保留在内核。

优点：内核功能少，结构清晰，容易维护

缺点：需要频繁在用户态和核心态之间切换，效率低

类比： 核心态像是公司的管理层，只有管理层才能执行特权指令，普通员工只能执行非特权指令。大内核下管理层的人数多范围广，很多操作都可以无需上报直接执行。微内核下普通员工更多，操作有时需要先对管理层申报审批。