解释一下用户态和核心态,什么场景下,会发生内核态和用户态的切换?

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参考答案:
  1. 用户态和内核态的区别
用户态和内核态是操作系统为了 保护系统资源和实现权限控制 而设计的两种不同的 CPU运行级别 ,可以 控制进程或程序对计算机硬件资源的访问权限和操作范围。
  • 用户态:在 用户态 下,进程或程序只能 访问受限的资源和执行受限的指令集 ,不能直接访问操作系统的核心部分,也不能直接访问硬件资源。
  • 核心态: 核心态 是操作系统的特权级别, 允许进程或程序执行特权指令 访问操作系统的核心部分 。在核心态下,进程可以直接访问硬件资源,执行系统调用,管理内存、文件系统等操作。
  1. 在什么场景下,会发生内核态和用户态的切换
  • 系统调用 :当用户程序需要请求操作系统提供的服务时,会 通过系统调用(软中断)进入内核态
  • 异常 :当程序执行过程中出现错误或异常情况时, CPU会自动切换到内核态 ,以便操作系统能够处理这些异常。
  • 中断 :外部设备(如键盘、鼠标、磁盘等)产生的 中断信号会使CPU从用户态切换到内核态 。操作系统会处理这些中断,执行相应的中断处理程序,然后再将CPU切换回用户态。