《计算机》操作系统运行环境思维导图
《计算机》操作系统运行环境概述
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思维导图大纲
操作系统运行环境思维导图模板大纲
系统内核
时钟管理
原语
如设备驱动、CPU切换、进程通信等功能中的部分操作可以定义为原语
特点
处于 操作系统最底层、最接近硬件的部分
这些程序的运行具有原子性、不可中断
运行时间比较短、调用频繁
系统控制的数据结构及处理
基本操作
进程管理
内存管理
设备管理
操作系统的数据结构
进程控制块PCB
作业控制块
设备控制块
空闲区登记表
内存分配表
中断机制
中断和异常
通过中断方式进行CPU用户态与核心态的切换
中断（外中断）
I/O中断、时钟中断（时间片用完）、人工干预
强迫中断
异常（内中断）
强迫中断
硬件故障
软件中断
地址非法、校验错、页面失效、缺页、非法指令、除数为零、用户程序执行特权指令自行中断INT
自愿中断
指令中断
陷入指令trap
系统调用
用户在程序中调用操作系统公共的子功能、凡是与资源相关的操作都需要通过系统调用让操作系统代为完成
分类
设备管理
文件管理
进程控制
进程通信
内存管理
运行环境
系统调用的处理需要操作系统内核程序负责完成、要运行在内核态
Trap指令
又称访管指令、陷入指令、不是特权指令
在用户态执行访管指令、CPU将从用户态切换到核心态、操作系统随之对系统调用进行处理
用户态切换到核心态
用户程序调用系统调用
发生一次中断
用户程序产生了一个错误状态
用户程序企图执行一条特权指令
由核心态切换到用户态一般执行中断返回指令（特权指令）
CPU的运行状态
核心态（管态、内核态）
可以执行特权指令
操作系统内核程序运行在核心态
注：特权指令：如I/O指令、置中断指令、涉及用户不可见寄存器的指令、总体包括系统调用指令、针对时钟、中断、和原语操作的指令
用户态（目态）
不允许执行特权指令
用户自编的程序运行在用户态
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