O、中央处理器CPU：由控制器，运算器，一系列寄存器，高速缓存构成
一、寄存器的种类
1、用户可见的寄存器：高级语言编译器通过优化算法分配并使用，以减少程序访问内存的次数。
2、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
二、控制和状态寄存器：
1、用于控制处理器的操作。
2、再某种特权级别下可以访问、修改。
三、常见的控制和状态寄存器：
1、程序计数器（PC，program counter），记录将要取出的指令的地址。
2、指令寄存器（IR，instruction register），记录最近取出的指令。
3、程序状态字（PSW，program status word），记录处理器的运行状态，如条件码，模式，控制位等信息。
四、操作系统对硬件的需求：
因为操作系统上运行的进程是并发的，资源也是共享的，所以操作系统必须要对进程实现“保护”和“控制”，防止进程运行时干扰到操作系统或者其他进程。
操作系统的需求需要硬件层面来满足，所以硬件需要提供基本运行机制：
1、处理器具有特权级别，能在不同的特权级别下运行不同指令集合。
2、硬件机制可以将OS和用户程序隔离。
五、处理器的状态（mode）：
1、现代处理器通常将CPU状态设计划分为两种，三种或四种。
2、再程序状态字寄存器PWD种专门设置一位，根据运行状态对资源和指令的使用权限，设置不同的CPU状态。
六、特权指令与非特权指令
操作系统需要两种cpu状态
1、内核态（kernel mode）：运行操作系统程序
2、用户态（user mode）：运行用户程序
3、特权指令：只能由操作系统使用，用户程序不能使用的指令。
常见的特权指令：启动IO，内存清零，修改程序状态字，设置时钟，允许/禁止使用中断，停机
4、非特权指令：用户程序可以使用的指令。
常见的非特权指令：控制转移，算术运算，仿管指令，取数指令
七、特权级别示例：x86系列的处理器
1、X86支持4个处理器特权级别：特权环：R0，R1，R2，R3
2、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。
3、不同级别能够允许的指令集不同
4、大多数基于x86处理器的操作系统只用了R0和R3两个特权级别。
八、CPU状态之间的转换
1、用户态-》内核态：只能是通过 中断/异常/陷入（防管）机制
2、内核态-》用户态：设置程序运行状态字寄存器PSW
特殊指令：陷入指令（又称防管指令），是提供给用户程序的接口，用于调用操作系统的功能，例如int，trap，syscall，sysenter/sysexit
