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第
1
章 计算机系统概述
【考纲内容】
（一）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务
（二）操作系统的发展与分类
（三）操作系统的运行环境
内核态
与
用户态
；中断、异常；系统调用
（四）操作系统体系结构
一、操作系统的目标与功能
1.管理计算机资源
(1)处理机管理
(2)存储器管理
(3)文件管理
(4)设备管理
2.管理用户与计算机接口
(1)命令接口
联机命令接口
又称交互式命令接口（简单来说就是，我输一条命令执行一条）
脱机命令接口
又称批处理命令接口（我输多条命令，写个执行命令清单，然后依次慢慢一条一条执行）(2)程序接口（详见下面的
系统调用
）
3.操作系统用作扩充机器
没有操作系统的机器称为
裸机
，将安装了软件（操作系统也是软件）的机器称为
扩充机器
或
虚拟机
二、略
三、操作系统的运行环境
用户态和内核态
用户态
：运行用户程序指令
内核态
：运行操作系统的指令用户态可以使用除了特权指令（广义指令/系统调用）以外的所有指令
内核态可以调用所有指令
（除了陷入指令（又叫访管指令）就是让cpu从用户态进入到内核态的指令，已经在内核态所以没办法调用）
三种会导致用户态到内核态的
切换：
系统调用
中断
异常
（
内核态到用户态是由
操作系统
完成，用户态到内核态是由
硬件
完成
）
系统调用
操作系统为上层提供服务，包括
命令接口
和
程序接口
，程序接口由一系列
系统调用
组成（通俗来说，假设计算机是一家餐厅，程序就是顾客，顾客向餐厅提出要哪个师傅（
选择系统调用类型
）做哪几道菜（
提供参数
），中间师傅怎么做菜的，顾客都是不知道的，最后餐厅给顾客上菜（
返回系统调用的结果
））系统调用即将可能对计算机有危害的操作封装起来，只提供方法，而不提供内部具体实现细节
PS:C语言库函数含有系统调用，但不全是
系统调用按照功能分为以下几大类：
- 设备管理
- 文件管理
- 进程控制
- 进程通信
- 内存管理
系统调用中还涉及内核态和用户态的切换
（接着上面的举例，内核态相当于后厨，用户态相当于餐桌）
中断和异常
中断分为内中断（又叫
异常
）和外中断（狭义上的中断）
内中断（异常）
：中断信号来源于CPU
内部，
与当前执行的指令
有关
陷入（Trap/访管指令）：
即系统调用使用的指令
故障 ：
由于错误条件引起的，可能被内核程序
修复
（例如
缺页故障
），修复后将使用权
还给
应用程序
终止：
由致命错误引起，无法修复，因此直接终止应用程序
外中断
：中断信号来源于CPU
外部，
与当前执行的指令
无关
时钟中断（
时钟部件每
X
ms会发出一个中断信号和当前执行的指令
无关）
IO中断（
由输入输出设备发送的中断信号
）
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