进程切换与模式切换的区别详解

"这篇资源详细解释了操作系统中的关键概念，包括模式切换、进程切换、中断、陷阱、进程和线程管理。" 操作系统是计算机系统的核心组件，负责管理和调度硬件资源，确保多任务的高效执行。文章中讨论了几个重要的概念： 1. **进程抢占**：在操作系统中，如果处理器为了执行其他进程而停止当前进程，这称为进程抢占。这种行为通常基于调度策略，以优化系统性能和响应时间。 2. **交换**：交换是将主存中的进程部分或全部移到磁盘上，以便腾出空间给其他进程使用。这通常发生在主存中没有就绪状态的进程时，将阻塞的进程换出到磁盘的挂起队列。 3. **挂起态进程的特性**：挂起态的进程不能立即执行，可能或可能不在等待事件，挂起状态可以通过进程自身、父进程或操作系统代理来实现，而且只有代理能将其从挂起状态转移出来。 4. **进程控制块**：操作系统用于管理进程的信息表，其中包含进程标识、处理器状态信息和进程控制信息，这些都是执行进程管理的重要数据结构。 5. **用户模式与内核模式**：两种模式的存在是为了保护操作系统免受用户程序的破坏。用户模式下，指令和内存访问受限，而内核模式则没有这些限制，能执行更广泛的系统功能。 6. **创建新进程的步骤**：包括分配唯一进程ID、分配空间、初始化进程控制块、建立正确的连接以及创建或扩展其他数据结构。 7. **中断与陷阱**：中断是由外部事件触发，如I/O操作完成，而陷阱是由于当前进程中的错误或异常，如非法文件访问。 8. **模式切换与进程切换**：模式切换不改变运行中的进程状态，只是处理器权限的改变。进程切换涉及到中断正在执行的进程，让操作系统选择另一个进程执行，这需要保存更多状态信息。 9. **线程和进程的区别**：线程是进程内的执行单元，线程间的模式切换开销较小，因为它们共享进程资源，减少了上下文切换的开销。 第4章提到了线程、对称多处理和微内核的概念，线程控制块和进程控制块在多线程系统中的差异，以及线程间切换相对于进程间切换的效率优势。 总结来说，这篇资源深入浅出地介绍了操作系统中关于进程管理、模式切换、中断处理和线程操作的关键知识，对于理解和学习操作系统有极大帮助。