01计算机操作系统-启动和中断，异常，系统调用

操作系统运行的基础常识

主要讲解了操作系统的作用，以及操作系统是怎样提供服务的

操作系统的作用

主要分为：控制软件，管理应用程序，为应用程序提供服务，杀死应用程序；资源管理，管理外设，分配资源
操作系统作为介质有（进程->CPU 文件->磁盘 地址空间->内存），操作系统是应用程序和计算机硬件的纽带
操作系统分为：shell和kernel。
kernel是负责CPU的调度，物理内存管理，虚拟内存管理，文件系统管理，中断处理与设备驱动
OS kernel 具有并发的特性，即在一颗CPU上跑多个程序，这里就涉及到保持与恢复机制
并发与并行的区别，并发是一个时刻只有一个程序，并行需要多个CPU，在一个时刻有多个程序在运行

OS启动

首先Bios将Bootloader从disk引导到相应扇区，然后Bootloader将os的代码和Data拷贝到内存，并跳转到操作系统的起始地址。
内存空间的变化大体上像这样：
（Bios Data->Bootloader->free space->Bios Rom->free space）
（Bios Data->Bootloader->free space->Bios Rom->OS->free space）

中断，异常和系统调用

中断：就是OS与外部设备交互的，它是异步完成的，并且是透明的，对应用程序透明
异常：是与软件交互的，当应用程序发生处理错误的时候，OS会决定杀死应用程序，还是重新执行；它是同步的；
系统调用：是为应用程序提供服务的，它可以是异步或者同步，对响应是等待和持续的

中断异常处理机制

其核心的就是保存与恢复机制
其中硬件需要设置中断标记（这部分是由CPU初始化完成的）。1.需要将内部与外部事件设置中断标记，2.形成中断标记的ID
软件1.保存当前的处理状态，2.中断服务程序处理，3.消除中断标记，4.恢复之前的状态

异常

保存现场——》异常处理（kill or recall）——》恢复现场

系统调用（system call）

应用程序与OS Kernel交互，主要是提供系统提供的API实现的。
win32 API——>win
Posix API——>Posix based sys
Java API——>java 虚拟机（是基于上面两个中的一个）

OS为了保证操作系统的安全，会将应用程序与内核隔离，他们分别跑在不同的堆栈区，也涉及到用户态与内核态的转变，这里会影响效率，但是这是值得的