操作系统的指令与体系结构

指令

指令和代码的关系：一条高级语言编写的语句被翻译成机器语言指令可能会有多条，简单来说，指令就是CPU能够识别并执行的基本命令。
指令分为特权指令和非特权指令；
特权指令：就是不允许用户使用的指令，这些指令可能执行后的结果对其他用户影响较大，例如内存清0；
非特权指令：用户可以轻易使用的指令，如加减乘除运算指令。

CPU值如何判断当前指令是否可以执行特权指令？

应为处理器分为两种状态，一个被称为用户态，另一个被称为核心态。
用户态只能执行非特权指令，而核心态既可以执行特权指令也可以执行非特权指令。用程序状态字寄存器（PSW）中的某个标志位来表示当前处理器处于什么状态，如0处于用户态，1处于核心态。

两种指令对应两种程序

内核程序

操作系统的内核程序是系统的管理者，既可以执行特权指令也可执行非特权指令，运行在CPU的核心态。

应用程序

为了保证系统能安全运行，普通用户程序只能执行非特权指令，运行在用户态。

操作系统的体系结构

大内核：将操作系统的主要功能模块都作为系统内核，运行在核心态。
优点：高性能
缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护
微内核：只把最基本的功能保留在内核，
在微内核结构下，操作系统被划分成小的、定义良好的模块，只有微内核这一个模块运行在内核态，其余模块运行在 用户态。 因为需要频繁地在用户态和核心态之间进行切换，所以会有一定的性能损失。

优点：内核功能少，结构清晰，方便维护
缺点：需要频繁的在核心态和用户态之间切换，性能低。