操作系统基础知识：管态与目态解析

"操作系统是计算机的核心和基石，控制和管理计算机的软硬件资源，提供用户界面。常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、Linux、Windows等。它将CPU状态分为目态（用户态）和管态（特权态/系统态/核心态）。目态下用户程序只能执行非特权指令，不能直接访问系统资源；管态则允许执行所有指令，包括特权指令，用于执行系统程序。从目态到管态通常通过中断或系统调用来转换。" 操作系统作为计算机系统的基石，它扮演着至关重要的角色。操作系统负责调度和分配计算机的硬件资源，如处理器时间、内存、磁盘空间以及输入输出设备。它还提供了用户与硬件之间的接口，使得用户可以通过图形用户界面（GUI）或者命令行界面（CLI）来操作计算机，而无需直接与底层硬件交互。 目态（用户态）是用户程序运行时的状态，此时用户程序受到限制，不能执行特定的特权指令，以防止对系统造成破坏。如果用户程序尝试在目态执行特权指令，硬件会触发中断，将控制权交回操作系统，阻止非法操作的发生。用户程序通常在目态执行，通过系统调用（访管指令）请求操作系统服务，如打开文件、创建进程等，这会触发从目态到管态的转换。 管态（特权态/系统态/核心态）则是操作系统自身的运行状态。在这个状态下，CPU可以执行所有的指令，包括那些具有特殊权限的指令，如修改系统设置、控制硬件设备等。操作系统在管态执行，管理并协调系统资源，确保系统的正常运行。 操作系统的主要功能包括进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理等。进程管理涉及到进程的创建、撤销、同步和通信；存储器管理负责内存的分配、回收和页面调度，以实现多任务的并发执行；设备管理则涉及I/O设备的分配、控制和数据传输；文件管理则关注文件的创建、删除、读写和保护。 此外，操作系统还涉及其他重要概念，如中断系统，它允许硬件事件（如键盘输入或硬件故障）中断当前执行的程序，将控制权转交给操作系统进行相应处理。还有程序中断方式，通过这种方式，用户程序可以请求操作系统服务，而不必中断执行。 本资源还涵盖了计算机基础知识，如计算机的发展历程（电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路的四代计算机），多媒体技术，计算机网络，数据库，程序设计和软件工程等多个领域。这些知识共同构成了计算机科学的广泛基础，对于理解和操作计算机系统至关重要。