整体框架

1、运行机制

1.1、什么是指令

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

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1.2、特权指令&非特权指令

新的问题:

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。

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1.3、用户态&内核态

问题：CPU 如何判断当前是否可以执行特权指令？

1.4、内核程序&应用程序

2、操作系统的内核

2.2、内核

问题：操作系统中的哪些功能应该由内核程序实现呢?

例如：我们安装完 Windows 操作系统后，会发现操作系统提供了多种多样的功能，

• 比如 “记事本”、“任务管理器”。

  然而，这些功能并不是必不可少的。即使没有“任务管理器”，我们仍然可以使用计算机。

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$内核$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$内核程序$。

3、操作系统的体系结构

3.1、大内核&微内核

例如：有的内核划分如下所示：

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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。

4、整体框架