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content/408/《操作系统》计算机系统概述.md

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 ![](../../images/system_boot_pic.jpg)
 
-### 启动过程
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+* 启动过程
   1. CPU加电，CS:IP指向FFFF0H
   2. 执行JMP指令跳转到BIOS
   3. 登记BIOS中断例程入口地址
   4. 硬件自检
   5. 进行操作系统引导
 
-### 引导流程
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+* 引导流程
+  1. CPU从一个特定主存地址开始，取指令，执行ROM中的引导程序
+  2. 将磁盘的第一块主引导记录读入内存，执行磁盘引导程序，扫描分区表
+  3. 从活动主区（主分区）读入分区引导记录，执行其中的程序
+  4. 从根目录下找到完整的操作系统初始化程序并执行，完成开机的一系列操作
+
+* 加电启动过程中执行程序的过程
+  * 自检程序
+  * 引导装入程序/自举装入程序
+    * 位于ROM，作为BIOS的组成部分
+    * 用于启动具体的设备
+  * 引导程序
+    * 位于装有操作系统硬盘的活动分区的引导扇区的程序
+    * 用于引导操作系统
+  * 操作系统
+    * 被装入RAM中
+  
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+## 虚拟机
+
+使用虚拟化技术，将一台物理机器虚化为多台虚拟机器VM，每个虚拟机器都可用于独立运行一个操作系统
+
+|   | 第一类VMM(例：WSL)  | 第二类VMM（VMWare）  |
+|---|---|---|
+|对物理资源的控制权   | 直接运行在硬件之上，能直接控制和分配物理资源  | 运行在Host OS之上，依赖于Host OS 为其分配物理资源  |
+| 资源分配方式  | 安装Guest OS时，VMM要在原本的硬盘上自行分配存储空间，类似于外核的分配方式，分配未经抽象的物理硬件  | Guest OS 拥有自己的虚拟磁盘，该盘实际上是Host OS文件系统的一个大文件，Guest OS分配到的内存是虚拟内存  |
+| 性能  | 性能更好  | 性能更差，需要Host OS作为中介  |
+| 可支持的虚拟机数量  | 更多，不需要和Host OS竞争资源，相同的硬件资源可以支持更多的虚拟机  | 更少，Host OS 本身需要使用物理资源，Host OS上运行的其他进程也需要物理资源  |
+| 虚拟机的可迁移性  | 更差  | 更好，只需导出虚拟机镜像文件即可迁移到另一台Host OS上，商业化应用更广泛  |
+| 运行模式  | 运行在最高特权级（Ring 0 ）可以执行最高特权的指令  | 部分运行在用户态，部分运行在内核态，Guest OS发出的系统调用会被VMM截获，转化为VMM对Host OS的系统调用  |
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+## 操作系统运行的环境
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+### 处理器运行的机制
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+* 程序运行原理
+  * 高级语言编写代码，转换为机器指令
+  * 程序运行过程就是CPU执行指令的过程
+* 两种程序
+  * 内核程序
+  * 应用程序
+* 两种指令
+  * 特权指令：不允许用户直接使用的指令
+    * 对I/O设备操作指令
+    * 获取特殊寄存器的指令
+    * 有关访问程序状态的指令
+    * 置中断指令
+    * 关中断指令
+    * 清内存指令
+    * 置时钟指令
+  * 非特权指令：允许用户直接使用的指令，不能直接访问系统中的软硬件资源，只限于访问用户的地址空间
+    * 访管/trap指令
+* 两种处理器状态
+  * 核心态【管态】
+    * 时钟管理相关指令【置时钟指令】
+    * 中断机制相关的指令【时钟中断程序】
+    * 原语相关的指令
+    * 系统控制的数据结构与处理【进程调度程序】【进程切换】【缺页处理程序】【系统调用命令】
+  * 用户态【目态】
+    * 命令解释程序【属命令接口，面向用户】
+    * 访管/Trap指令，跳转指令，压栈指令
+    * 广义指令（系统调用）的调用
+    * 外部中断，缺页
+  * 改变处理器状态
+    * 内核态$/to$用户态 ： 发生在中断返回用户程序是，需要一条修改PSW（程序状态字）的特权命令
+    * 用户态$/to$内核态 ： 发生在中断时，通过硬件完成
+    * 状态区分目的： 保护系统程序