操作系统运行环境

处理器有哪些结构？

处理器一般由运算器、控制器、一系列寄存器以及高速缓存构成。

处理器如何执行指令？

对于程序开发者来说，程序开发者使用高级语言开发程序，在执行时，高级语言程序会编译成汇编语言，再转化成机器指令。

程序在被执行时，会把指令加载到内存中，内存中的指令会被加载到处理器的寄存器中。

最简单的处理指令为这两个步骤：处理器从内存读取指令，读取后，根据指令类别自动将程序计数器的值变成下一条指令地的地址，通常是自增1；

其次取到指令存储在处理器的指令寄存器中，处理器解释并执行这条指令。

处理器为什么需要分状态？有哪些状态？

处理器分状态是为了给不同的程序不同的资源和指令权限，如操作系统有最高权限，可执行全部指令集，用户程序不能执行系统指令。

处理器的状态有管态和目态。管态是操作系统管理程序运行的状态，具有较高的级别，又称为内核态、系统态。
目态是用户程序运行的状态，具有较低级别，又称为用户态、普通态。

管态->目态：通过设置PSW指令（修改程序状态字），实现从操作系统向用户程序的转换。
目态->管态：唯一途径是通过中断。中断响应时交换中断向量，新 中断向量中的PSW设置为处理器状态标志为管态。

中断是什么？中断系统怎么处理这个过程？

中断是操作系统中断当前正在执行的程序，保存当前指令的现场信息，去响应中断事件，在响应结束后从中断点开始继续执行程序。

中断系统分为硬件中断装置和软件中断处理程序；硬件中断装置主要负责接收中断请求，以一定方式响应中断源，然后将处理器的控制权移交给特定的中断处理程序。

中断处理程序则针对中断事件的性质执行相应的一系列操作。

中断处理过程：
1.中断请求接收：（硬件）中断逻辑线路接收中断信号，把中断信号寄存在线路中的硬件触发器，每个触发器为一个中断位，触发器组成中断寄存器。
2.中断响应：处理器的控制部件中设置有中断信号扫描结构，在每条指令周期内的最后 时刻扫描中断寄存器，若有中断信号，则响应中断信号。
2.1保护现场，将中断点的程序状态字PSW和程序计数器PC值存入系统堆栈；
2.2分析中断向量，取得中断处理程序入口地址
2.3将PC处理器的PC值置为中断处理程序的入口地址
2.4调用中断处理程序；
3.中断处理：软件中断程序处理。