操作系统代码和用户应用程序代码如何在同一处理器上运行

Question

我们都知道操作系统负责处理用户应用程序所需的资源。操作系统也是一段运行的代码，那么它如何管理其他用户程序？

操作系统是否在专用处理器上运行并在其他处理器上监视用户程序？

操作系统实际上是如何处理用户应用程序的？

Answer 1

这取决于操作系统的结构。对于任何现代操作系统，内核都是通过异常或中断来调用的。操作系统在中断期间“监视”进程。操作系统调度计时器中断。当计时器关闭时，中断处理程序将确定是否需要切换到其他进程。

另一个OS管理路径是通过异常。应用程序通过异常调用操作系统。异常处理程序还可能导致操作系统切换到另一个进程。如果某个进程调用了读取并等待系统服务，则该异常处理程序肯定会切换到新进程。

在过去，多处理器通常拥有一个处理器，它是专用主处理器，并且是唯一处理某些任务的处理器。现在，所有普通操作系统都使用对称多处理，其中任何处理器都可以处理任何任务。

Answer 2

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操作系统是否在专用处理器上运行并在其他处理器上监视用户程序？

一般而言同一处理器（或内核）位于用户-mode中（用于用户程序；请阅读user space和process isolation和protection rings）或处于管理者模式（用于-操作系统kernel）

  

操作系统实际上是如何处理用户应用程序的？

通常通过提供system calls来完成，这些操作是通过应用程序以某种受控方式完成的。

一些学术OS，例如Singularity，在设计时考虑了其他原则（用于隔离的形式证明技术）。

还请阅读有关micro-kernels，unikernels等的信息。