操作系统原理概览：并发、共享与中断机制

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要任务是管理和调度计算机的硬件和软件资源，以及控制并发活动，为用户提供友好的交互环境。操作系统具有并发性、共享性和不确定性的特性，这些都是其基本特征。 操作系统大致分为五种主要类型：批量操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统和网络及分布式操作系统。批量操作系统强调的是系统资源的高利用率，适用于大量数据处理的场景；分时操作系统则允许多个用户同时在线交互，提高了计算机的使用效率；实时操作系统则需要在规定的时间内完成特定任务，确保响应时间的确定性；个人计算机操作系统如Windows、Mac OS等，主要服务于个人用户，强调易用性和个性化；网络和分布式操作系统则支持网络中的资源共享和协同工作。 操作系统的核心结构包括虚拟机、操作命令语言和系统功能调用。虚拟机是在裸机上构建的，使得操作系统能更好地管理和隔离硬件资源。操作命令语言包括键盘命令、作业控制语言和图形化用户界面（GUI），以方便用户与系统交互。系统功能调用则允许用户程序直接调用操作系统内部的服务。 在处理器状态方面，有“管态”和“目态”之分。管态下，操作系统拥有对硬件的完全访问权，可以执行特权指令，如改变机器状态、修改特殊寄存器或进行I/O操作。目态则是用户程序运行的状态，受到一定限制，不能执行特权指令。中断是处理器处理事件的一种机制，中断分类包括I/O中断、外中断、机器故障中断、程序性中断（如俘获中断）和访管中断（自陷）。中断向量存储了中断服务程序的入口地址和处理器状态字，以便快速响应中断请求。 软件中断处理一般包括保护现场、执行中断服务例程和恢复及退出中断三个步骤。系统引导是启动操作系统的初始过程，通常分为初始引导、核心初始化和系统初始化三个阶段，有不同的引导方式，如独立引导和辅助下装。 用户界面分为操作界面和程序界面，前者供用户进行日常操作，后者允许用户程序调用操作系统服务。系统功能调用通常是通过访管指令实现的，访管中断允许用户程序请求操作系统服务，同时保证系统的安全性。 并发处理是操作系统中的重要概念，它允许多个任务在宏观上看似同时进行，但实际上在微观层面是串行执行的。程序的顺序执行遵循一定的顺序，具有顺序性和封闭性，这是在单个处理器环境中程序执行的基本模式。 操作系统原理涉及的内容广泛，包括系统设计、资源管理、并发控制、用户交互等多个方面，是理解计算机系统运行机制的关键。