操作系統0x02-操作系統的運行環境

1.3.1 操作系統的運行機制

      計算機系統中，通常CPU執行兩種不同性質的程序:一種是操作系統內核程序，另一種是用戶自編程序（應用程序）。
      內核程序是應用程序的管理者，因此要執行一些特權指令，而應用程序出於安全考慮不能執行這些指令。所謂特權指令是指計算機中不允許用戶直接使用的指令，如I/O指令、置中斷指令，存取用於內存保護的寄存器、送程序狀態字到PSW等的指令。
      可以理解爲，在CPU內部有一個小開關。當小開關爲1時，CPU處於核心態，此時CPU可以執行特權指令；當小開關爲0，使CPU處於用戶態，此時CPU只能執行非特權指令。用戶自編程序運行在用戶態，操作系統內核程序運行在覈心態。

1.3.2 中斷和異常的概念

      在操作系統中引入核心態和用戶態這兩種工作狀態後，就需要考慮這兩種狀態之間如何切換。在實際操作系統中，通過中斷和異常實現從用戶態進入核心態。
      中斷也稱爲外中斷，指來自CPU執行指令以外的事件的發生。異常也稱爲內種斷，指源自CPU執行指令內部的事件，如程序的非法操作碼、地址越界、算術溢出等。

1.3.3 系統調用

      指用戶在程序中調用操作系統所提供的一些子功能。大致分爲：設備管理、文件管理、進程控制、進程通信、內存管理。