1.4操作系统的运行机制与体系结构

# 操作系统的运行机制与体系结构

一、两种指令、两种处理器状态、两种程序

​ 问题:“指令”和我们平时所说的“代码”有什么区别?

​ 简单来说，“指令”就是处理器（CPU)能识别、执行的最基本命令

​ 比如:加法指令就是让CPU进行加法运算

​ 有的指令“人畜无害”。比如:加、减、乘、除这些普通的运算指令。

​ 有的指令有很高的权限。比如:内存清零指令。如果用户程序可以使用这个指令，就意味着一个用户可以将其他用户的内存数据随意清零、这样做显然是很危险的。

​ 问题:CPU如何判断当前是否可以执行特权指令?

问题:操作系统中的哪些功能应该由内核程序实现呢?

二、操作系统的内核

​ 内核是计算机上配置的底层软件，是操作系统最基本、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。

三、操作系统的体系结构

​ 类比:

​ 操作系统的体系结构问题与企业的管理问题很相似。

​ 内核就是企业的管理层，负责一些重要的工作。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。用户态、核心态之间的切换相当于普通员工和管理层之间的工作交接

​ 大内核:企业初创时体量不大，管理层的人会负责大部分的事情。优点是效率高;缺点是组织结构混乱，难以维护。

​ 微内核:随着企业体量越来越大，管理层只负责最核心的一些工作。优点是组织结构清晰，方便维护;缺点是效率低。