Linux趣谈

　　要解释操作系统是如何工作的，首先可以用这几个关键字来简单地概括一下：冯诺依曼、堆栈机制和中断机制。

　　提到冯诺依曼很显然就是在说存储程序了，这大概是计算机能够运行最为基础的条件，属于基石级别的。它的基本思想就是说CPU按部就班的从代码存储器中一条一条的执行每一个指令。为了理解这个所谓的存储程序思想可以先暂时抛开函数调用机制和中断机制，就是一个简单的无需函数调用的程序，情形就像中午食堂的打菜阿姨，每次来一个人就会给他捎上一点他想要的菜，后面的队伍是“存储在内存中”的。但是计算机光是实现这样的功能可远远不够，因为我们必须考虑执行一个作业时可能会出现函数调用，可能会出现外部中断。就是说有可能某个同学会让他的插队好朋友们打完菜他才自己接受阿姨的服务；又或者打菜阿姨要去找后面正在做菜的师傅，让他在那个红烧肉里面多放一点糖。

　　前面的同学插队打菜就属于咱们要说的函数调用机制，这个前面已经做过学习笔记：http://www.cnblogs.com/zhouyoulie/archive/2013/05/15/3079043.html，主要的思想就是碰到一个函数调用我们就得对当下的堆栈信息（ebp、esp）以及cs：eip做保存，然后迎接新的作业，等新作业处理完了再回到之前的工作环境（通过恢复ebp、esp等信息完成）继续处理作业，值得一提的是在处理新作业时还有可能会出新更新的作业，这时候工作原理是一样的，只不过是嵌套调用而已。

　　说完了阿姨处理插队的事儿，再来讲讲阿姨找做菜师傅的事儿。众所周知，计算机的工作是多进程式的。CPU必须要同时应付好多不同的进程请求（当然同一时刻还是只处理一个进程的任务），这时候怎么办？其实中断机制就是为这个而生的。这里所说的中断是广义的中断，包括系统调用、IO中断、异常处理等。当正在工作的计算机被告知有中断时它会陷入内核中执行内核的总的中断处理程序，在内核栈中保存堆栈和程序指针信息，根据记录在eax中的中断号来找到中断处理程序进行处理，处理完成对之前的信息进行恢复回到原先的程序执行处。当处于内核态执行完中断处理后如果时间片已经out，内核调度程序会调度其他进程，这是最令人DT的地方，但是好在终究它会进行restore以恢复之前未完成的作业信息继续工作。

　　为什么计算机要这么做呢？存储这些个寄存器信息难道不要花费时间啊？这么做的原因就是他要让每一个需要它的进程都觉得：嗯，CPU还是忠于我的，一直在为我工作。归根结底是计算资源的局限导致了上述频繁更换执行路径。鉴于此，分布式计算出来了。当然了，分布式计算绝不仅仅是为了解决中断而被提出来的，以后再做相关的学习。