1、启动
计算机通电之后，计算机会首先进行POST（加电自检），包括寻找显卡和执行BIOS。之后由BIOS将BootLoader加载到内存之中，再有BootLoader将硬盘中的OS系统加载到内存之中，然后计算机的控制权力转移到OS系统手中。
2、操作系统与设备和程序交互
操作系统包含三个interfaces，分别是面向外设通过中断和I/O进行处理；面向应用程序通过系统调用和异常来提供相应的功能。
为什么应用程序不能直接来操作外设和计算机硬件？
首先处于安全的考虑，不是所有的应用程序都是可信任的，在计算机运行之中，内核是被信任的第三方，只有内核可以执行特权命令；另一方面是为了方便应用程序的开发，通过OS来屏蔽底层的复杂性。
2.1、系统调用
系统调用是指应用程序主动向操作系统发出的服务请求(system call)，其来源于应用程序。
系统调用的源头是应用程序，处理时间是异步或者同步的，系统调用命令发出情况下其是同步的，但是接受OS返回的命令时，其可能是异步的；OS对系统调用的响应是等待服务完成之后再继续执行，等待和持续。
发生系统调用时，OS处理过程，OS接收到应用程序发出的系统调用指令之后，会传输指令到指定设备中执行指定的命令。基本的系统调用API包括WIN32 API用于windows和POSIX API用于POSIX-based systems，如Linux，UNIX，Mac OS等。Java API用于Java虚拟机，但其本质还是调用WIN32 API和POSIX API。
系统调用涉及到特权级的转换，由应用程序的“用户态”转换成OS的“内核态”。系统调用相对于函数调用有所区别，函数调用是在同一个堆栈空间之内进行，也不需要进行特权级的转换；而系统调用涉及到堆栈空间的转换，以为需要从应用程序申请的堆栈空间转换到OS系统函数所在的堆栈空间进行执行。从而系统调用相对于函数调用要消耗更多的资源，但是可以保证安全性和可靠性
跨越操作系统边界的开销？
♣在执行时间上的开销超过程序调用
♣开销
♣建立中断/异常/系统调用号与对应服务里程映射对应关系
表的初始化开销
♣建立内核堆栈
♣验证参数
♣内核态映射到用户态的地址空间，更新页面的映射关系
♣内核态独立的地址空间（TLB）
2.2、异常
异常指令或者其他坏的处理状态(如：内存出错等 )，其来源于不良的应用程序。异常的源头是应用程序，处理时间是同步的；OS对异常的响应是杀死或者重新执行意想不到的应用程序指令。
发生异常时，OS处理过程，首先需要保存现场，之后进行异常处理（杀死产生异常的程序或者重新执行异常指令），最后再恢复现场。
2.3、中断
来自不同硬件设备的计时器和网络的中断，其来源于外设。中断的源头是外设；处理时间是异步的；OS对于中断的响应是持续的，对用户应用程序是透明的。
发生中断时，硬件和软件的处理过程，对于硬件来说，其需要设置中断标记[CPU的初始化]，将内部、外部事件设置中断标记，将中断时间的ID发送给OS，由OS来处理中断事件。对于软件OS来说，其需要保存当前处理状态，中断服务程序的处理，清除中断标记最后恢复程序之前的处理状态。
