操作系统核心知识：系统调用、中断与CPU状态转换

"该文档是关于计算机操作系统的一些模糊知识点，主要涵盖了系统调用与库函数的区别、用户使用计算机的方式、CPU状态变化的情况以及中断和异常的相关概念，还提及了访管指令与访管中断的不同以及中断处理过程中的数据保存方式。这份资料适合于准备408考研的考生复习使用。" 操作系统作为计算机系统的核心组成部分，它为用户提供了一种与硬件交互的方式。文档首先介绍了系统调用与库函数的区别。系统调用是操作系统内核提供的接口，运行在内核模式，用于执行需要操作系统参与的任务，如文件管理、进程控制等。而库函数则是编程语言或应用程序的一部分，它们可以运行在用户模式下，部分库函数可能会利用系统调用来实现更底层的功能。库函数通常执行速度较快，因为它们不需要切换到内核模式。 用户与计算机交互主要有两种方式：命令接口和程序接口。命令接口允许用户直接输入指令，分为联机和脱机两种形式。程序接口则通过系统调用提供服务，适用于软件开发和系统级操作。在操作系统中，CPU有两种运行状态：用户态和核心态（内核态）。用户态下的程序不能直接访问特权资源，而核心态则拥有所有权限。 CPU状态的转变通常发生在特定事件，如系统调用、中断。系统调用是程序主动请求操作系统服务，此时会从用户态转换到核心态。中断则是由外部或内部事件触发，如时钟、I/O设备请求或硬件错误。中断分为内中断（异常）和外中断，异常包括陷阱（陷入）、故障和终止，分别对应请求服务、可恢复错误和不可恢复错误。中断处理需要查询中断向量表找到相应的处理程序，并在核心态下执行。 访管指令是一种特殊指令，它在用户态下执行，可以触发访管中断，使得CPU安全地进入核心态，执行需要特权的操作。中断处理时，CPU会保存现场信息（如寄存器值），以在中断处理结束后能够恢复到中断前的状态，继续执行被打断的程序。 这些知识点对于理解和学习操作系统原理至关重要，对于准备计算机操作系统相关的考试，如408考研，考生需要深入理解并掌握这些概念及其应用。