处理机（处理器）
中央处理器(CPU):处理器由运算器、控制器、一系列的寄存器)以及高速缓存构成
寄存器：
用户可见寄存器
控制和状态寄存器：用于控制处理器的操作通常由操作系统代码使用
程序计数器(pc):记录将要取出的指令的地址
指令寄存器(ir)：记录最近取出的指令
程序状态字(psw)：记录处理器的运行状态如条件码、模式、控制位等信息
操作系统对硬件的需求
从操作系统的特征考虑：并发、共享----需要保护
处理器的状态：
在程序状态字寄存器中专门设置一位，根据运行程序对资源和指令的使用权限而设置不同的CPU状态
操作系统需要的两种CPU状态：
内核态:运行操作系统程序
用户态:运行用户程序
特权指令:只能由操作系统使用、用户程序不能使用的指令
非特权指令:用户程序可以使用的指令
x86系列的处理器：
X86支持4个处理器特权级别：
特权环: RO、R1、R2和R3，从R0到R3，特权能力由高到低
R0相当于内核态
R3相当于用户态
R1和R2介于两者之间
CPU之间的转换
用户态--->内核态:
唯一途径:中断/异常/陷入机制
内核态--->用户态
设置程序状态字PSW
中断与异常机制：
概念：时CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应（事件的发生改变了CPU的控制流）
CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去执行相应事件的处理程序，处理完成后返回断点继续执行被打断的程序
中断的引入:
为了支持CPU和设备之间的并行操作
当CPU启动设备进行输入/输出后，设备便可以独立工作,CPU转去处理与此次输入/输出不相关的事情;当设备完成输入/输出后,通过向CPU发中断，报告此次输入/输出的结果，让CPU决定如何处理以后的事情
异常的引入：
表示CPU执行指令时本身出现的问题
如算术溢出、除零、取数时的奇偶错，访存地址时越界或执行了“陷入指令”等，这时硬件改变了CPU当前的执行流程，转到相应的错误处理程序或异常处理程序或执行系统调用
举例：
1.看书过程中来电话，在所看处放置书签，然后去打电话，电话打完后在书签处继续看书----中断
2.看书过程中来口渴，在所看处放置书签，然后去打喝水，喝完水后在书签处继续看书，口渴----异常
事件：
中断（外中断）：
I/O中断：Ctrl+C
时钟中断：CPU时间片
硬件故障：电池没电
异常（内中断）：（陷入、故障、终止）
系统调用
页故障
保护性异常
断点指令
其他程序异常
总结：中断是CPU的外部事件，异常是CPU内部发生故障
中断与异常工作原理
硬件应该干什么-----中断/异常响应：捕获中断源发出的中断/异常请求，以一定的方式响应，将处理器控制权交给特定额的处理程序
软件应该干什么-----中断/异常处理程序：识别中断/异常类型并完成相应的处理
中断响应：
开始---取下一条指令---执行指令---检查指令（处理中断）
在每条指令执行周期的最后时刻扫描中断，若有中断，中断硬件寄存器，查看是否有将该中断触发器内容中断信号?按规定编码送入PSW的相应住，称为中断码，通过查中断向量表引出中断处理程序
