两种指令

特权指令：不允许用户程序使用（只允许操作系统使用）如 IO 指令、中断指令

非特权指令：普通的运算指令

两种程序

内核程序：系统的管理者，可执行一切指令、运行在核心态

应用程序：普通用户程序只能执行非特权指令，运行在用户态

处理机状态

用户态（目态）: CPU 只能执行非特权指令

核心态（又称管态、内核态）：可以执行所有指令

用户态到核心态：通过中断（是硬件完成的）

核心态到用户态：特权指令 psw 的标志位，0用户态，1核心态

原语

处在操作系统的最底层，是最接近硬件的部分

这些程序的运行具有原子性，其操作只能一气呵成（即原语程序不可被切割）

这些程序的运行时间都较短，而且调用频繁

中断和异常

1.内中断（异常，信号来自内部）:

• 自愿中断﹣﹣指令中断
• 强迫中断：硬件中断、软件中断（例如：0除以0)

2.外中断（中断，信号来自外部）:

• 外设请求、人工干预（打印机等）

系统调用

系统给程序员（应用程序）提供的唯一接口，可获得 OS 的服务，在用户态发生，核心态处理

体系结构

大内核、微内核

信号量

信号量机制是一种有效实现进程同步和互斥的工具

信号量的物理意义

(1)信号量的值

• 大于0：表示当前资源可用数量
• 小于0：其绝对值表示等待使用该资源的进程个数

(2)信号量初值为非负的整数变量，代表资源数

(3)信号量值可变，但仅能由 P 、 V 操作来改变

P / V 操作原语

1. P 操作原语 P ( S )

(1) P 操作一次， S 值减1，即 S = S -1（消耗一个资源）（请求分配一资源）

(2)如果 S >=0，则该进程继续执行；如果 S <0表示无资源，则该进程的状态置为阻塞态，把相应的 PCB 连入该信号量队列的末尾，并放弃处理机，进行等待（直至另一个进程执行 V ( S ）操作

2. V 操作原语（等待） V ( S )

(1) V 操作一次， S 值加1，即 S = S +1（释放一单位量资源）

(2)如果 S >0，表示有资源，则该进程继续执行；如果 S <=0，则释放信号量队列上的第一个 PCB 所对应的进程（阻塞态改为就绪态），执行 V 操作的进程继续执行