20145310《信息安全系统设计基础》第十一周学习总结

教材学习内容总结

8.1异常

异常时异常控制流的一种形式，他一部分是由硬件实现，一部分由软件实现。
异常就是控制流中的突变，用来响应处理器状态中的某些变化。
如果异常中断的是一个一场程序，那么就将恢复为用户模式。
四种情况
中断：来自IO的设备的信号，异步，总是返回到下一条指令。
(1)异步发生，是来自处理器外部的I/O设备的信号的结果。硬件异常中断处理程序通常称为中断处理程序。
（2）异步异常是有处理器外部的I/O设备中的时间产生的，同步异常是执行一条指令的直接产物。
（3）陷阱、故障、终止时同步发生的，是执行当前指令的结果，我们把这类指令叫做故障指令。

陷阱：有意的异常，同步，总是返回到下一条指令
（1）陷阱最重要的用途是在用户程序和内核之间提供一个像过程一样的接口，叫做系统调用。
（2）普通的函数运行在用户模式中，用户模式限制了函数可以执行的指令的类型，而且它们只能访问与调用函数相同的栈。系统调用运行在内核模式中，内核模式允许系统调用执行指令，并访问定义在内核中的栈。

故障：是由错误情况引起的。

故障：潜在可恢复的错误，同步，可能返回到当前指令
终止：不可恢复的错误，同步，不会返回

异常与过程调用的不同之处：
（1）过程调用时，在跳转到处理器之前，处理器将返回地址压入栈中。然而，根据异常的类型，返回地址要么是当前指令，要么是下一条指令。
（2）处理器把一些额外的处理器状态压入栈里，在处理程序返回时，重新开始被中断的程序会需要这些状态。
（3）如果控制从一个用户程序转移到内核，那么所有这些项目都被压到内核栈中，而不是压到用户栈中。
（4）异常处理程序运行在内核模式下，意味着它们对所有的系统资源都有完全的访问权限。

8.2进程

一个独立的逻辑控制流：他提供一个假象，好像我们的额程序独占的使用处理器。
一个私有的地址空间：他提供一个假象，好像我们独占的使用存储器系统。
多个流一起执行被称为并发。
一个进程和其他进程轮流进行的概念被称为多任务。
一个进程执行执行他的控制流的一部分的每一段时间叫做时间片。

并发流：一个逻辑流的执行在时间上与另一个流重叠。
并发：多个流并发地执行的一般现象。
多任务：一个进程和其他进程轮流运行的概念。
时间片：一个进程执行它的控制流的一部分的每一时间段。
多任务也叫时间分片。

1、模式位：用某个控制寄存器中的一个位模式，限制一个应用可以执行的指令以及它可以访问的地址空间范围。
2、当设置了位模式，进程就运行在内核模式中，一个运行在内核模式中的进程可以中兴指令集中的任何指令，而且可以访问系统中任何存储器位置。
3、没有设置位模式时，进程就运行在用户模式中，不允许执行特权指令，例如停止处理器、改变位模式，或者发起一个I/O操作。
4、用户程序必须通过系统调用接口间接的当问内核代码和数据。
5、进程从用户模式变为内核模式的唯一方法是通过诸如中断、故障、或者陷入系统调用这样的异常。

上下文切换机制：
（1）保存当前进程的上下文
（2）恢复某个先前被抢占的进程被保存的上下文
（3）将控制传递给这个新恢复的进程
引起上下文切换的情况：
（1）当内核代表用户执行系统调用时
（2）中断时