内核态与用户态改为符合SEO规范的标题为

2023-10-26 理论教育版权反馈

【摘要】：为了避免操作系统及其关键数据受到用户程序有意或无意的破坏，通常将处理器的执行状态分为两种：核心态与用户态。核心态又称管态、系统态，是操作系统管理程序执行时机器所处的状态。划分核心态与用户态之后，这两类程序以及各自的存储空间被严格区分了，而且在CPU执行时有着完全不同的待遇。内核的指令操作工作在核心态，主要包括以下4个方面的内容。

操作系统可以运行在多种环境下，通常包括传统环境（PC等常见环境）、网络环境（分布式操作系统等）、嵌入式环境（手机操作系统、电器的操作系统等）。这些属于操作系统的硬件环境，此外还有人机接口和操作系统与其他软件的关系，这两个涉及内容较多，不会作为绪论的知识点考查，考生了解一下就可以了。

为了避免操作系统及其关键数据（如PCB等）受到用户程序有意或无意的破坏，通常将处理器的执行状态分为两种：核心态与用户态。

●核心态。核心态又称管态、系统态，是操作系统管理程序执行时机器所处的状态。它具有较高的特权，能执行包括特权指令的一切指令，能访问所有寄存器和存储区。

●用户态。用户态又称目态，是用户程序执行时机器所处的状态，是具有较低特权的执行状态，它只能执行规定的指令，只能访问指定的寄存器和存储区。

划分核心态与用户态之后，这两类程序以及各自的存储空间被严格区分了，而且在CPU执行时有着完全不同的待遇。用户态程序不能直接调用核心态程序，而是通过执行访问核心态的命令，引起中断，由中断系统转入操作系统内的相应程序，例如，在系统调用时，将由用户态转换到核心态。

特权指令：只能由操作系统内核部分使用，不允许用户直接使用的指令，如I/O指令、设置中断屏蔽指令、清内存指令、存储保护指令和设置时钟指令。

操作系统中一些与硬件关联较紧密的模块（如时钟管理、中断处理、设备驱动等）以及运行频率较高的程序（如进程管理、存储器管理、设备管理等）构成了操作系统的内核。内核的指令操作工作在核心态，主要包括以下4个方面的内容。

1）时钟管理。时钟是计算机的各部件中最关键的设备，操作系统通过时钟管理，向用户提供标准的系统时间。另外通过时钟中断的管理，可以实现进程的切换，如时间片轮转调度。(www.chuimin.cn)

2）中断机制。键盘或鼠标的输入、进程的管理和调度、系统功能的调用、设备驱动、文件访问等，无不依赖于中断机制。中断机制中，只有一小部分属于内核，负责保护和恢复中断现场的信息，转移控制权到相关的处理程序。这样可以减少终端的处理时间，提高系统的并行处理能力。

3）原语。原语是一些关闭中断的公用小程序，主要有以下特点。

●处于操作系统最底层，是最接近硬件的部分。

●程序运行具有原子性，操作只能一气呵成。

●这些程序的运行时间较短，调用频繁。

4）系统控制的数据结构及处理。操作系统中需要一些用来登记状态信息的数据结构，如作业控制块、进程控制块、设备控制块、各类链表、消息队列、缓冲器、空闲登记区、内存分配表等。除此之外还应该定义对这些数据结构的一系列操作：进程管理、存储器管理、设备管理。

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