操作系统原理：应用程序与中断处理

"这篇文档是关于计算机操作系统原理的教程，主要讲解了应用程序如何自行处理中断以及操作系统的相关概念。" 操作系统作为硬件抽象层与其它软件层之间的桥梁，扮演着管理和控制计算机系统中各种资源的关键角色。它为用户提供良好的服务界面，如API和GUI，同时也帮助系统管理员高效地管理资源，并为系统扩展提供平台。操作系统的引入，从用户角度是为了提供友好的交互环境，从系统管理员角度是为了优化资源分配，从发展角度看则是为了支持新功能的添加。 操作系统的发展历程可以分为几个阶段：从早期的手工操作和成批处理，到执行系统、多道批处理、分时系统、实时处理系统，再到网络操作系统、分布式操作系统、多处理机操作系统等。随着技术的进步，操作系统也呈现出多样化的形态，包括面向对象、嵌入式、智能卡操作系统等。 在操作系统的核心特性中，程序并发性是指多个程序在宏观上看似同时执行，但在微观层面是串行执行的。资源共享性允许多个程序共享系统资源，但需要操作系统协调以避免冲突。虚拟性则意味着通过操作系统，一台物理设备可以被虚拟成多个逻辑设备供不同程序使用。而不确定性则源于并发环境下任务调度的随机性。 中断处理是操作系统中关键的一部分。在编译时，会生成中断续元表，用于记录不同中断事件的处理入口。运行时，当发生中断事件，系统会查找中断续元表。如果找到的入口为0，意味着用户没有自定义处理方式，此时操作系统将按照标准流程进行处理；若非0，则表明用户已经为该中断事件指定了特定处理函数，操作系统会将控制权转交给用户定义的代码执行。 对于应用程序自行处理中断的机制，这通常涉及到中断向量表，其中包含中断处理程序的地址。在中断发生时，处理器会暂停当前执行的任务，保存上下文，然后跳转到中断处理程序。如果中断处理程序是由应用程序提供的，那么中断服务完成后，程序状态会被恢复，继续执行被中断的任务。 操作系统通过提供中断处理机制和资源管理策略，确保了系统中多个并发任务的高效、安全运行。同时，操作系统的发展和演进反映了计算机技术的进步和用户需求的变化。