操作系统复习：用户态与系统态详解

"该资源是一份关于操作系统复习的资料，主要涵盖了操作系统的基本概念、功能、类型、特性和性能指标，以及中断系统，并详细讲解了操作系统在用户态和系统态之间的切换，强调了系统调用的过程。复习内容主要针对作业管理、用户接口、进程管理、处理机管理、存储管理、设备管理和文件系统等核心章节，不包括后续章节。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它作为一个系统软件，负责管理硬件和软件资源，协调计算机的工作流程，为用户提供高效、便捷和可扩展的交互环境。操作系统主要有五大功能： 1. **进程管理**：操作系统负责创建、撤销和调度进程，确保多任务的并发执行和资源的有效分配。 2. **存储管理**：它包括内存的分配、回收和保护，以及虚拟内存技术，使得有限的物理内存可以满足多个进程的需求。 3. **处理机管理**：涉及进程的上下文切换、调度算法以及中断处理，确保处理器资源的高效利用。 4. **设备管理**：通过设备驱动程序实现对硬件设备的控制，提供I/O操作，支持设备共享和虚拟设备技术。 5. **文件系统**：负责数据的组织、存储和检索，提供文件的创建、删除、读写等操作，保障数据的安全性和可靠性。 操作系统根据其运行方式和应用特点，可以分为批处理系统、多道批处理系统、分时系统和实时系统等类型。其中，中断系统是操作系统实现硬件事件快速响应的关键机制，中断处理过程包括中断屏蔽、现场保存、中断服务和恢复现场等步骤。 在用户态和系统态之间，操作系统通过系统调用来实现状态切换。用户态是普通程序运行的模式，而系统态则是操作系统内核运行的权限级别，具有更高的硬件访问权限。用户态的程序不能直接访问硬件资源，当需要调用操作系统服务时，如打开文件或进行网络通信，程序会通过系统调用转换到系统态，由操作系统执行相应的操作，完成后返回用户态。 在教学安排中，这门课程总共有64学时，理论教学从第1周持续到第13周，实验部分从第7周到第12周，考试则安排在第19周。复习的重点章节包括作业管理和用户接口、进程和处理机管理、存储管理、设备管理和文件系统。这些内容对于理解和掌握操作系统的本质以及在实际应用中解决问题至关重要。