1、操作系统相关概念

1、操作系统是计算机上的第一层软件，用于管理计算机硬件设备，提高他们的利用率和通吐量，并为用户和应用程序提供一个接口。不同操作系统目标不同，查询设备的操作系统，侧重人机交互性；武器控制操作系统，侧重实时性；微机操作系统，侧重使用方便性。

2、操作系统分为两种CPU状态：内核态，运行操作系统程序，操作硬件。用户态，运行用户程序。

CPU状态之间的转换：

用户态--->内核态：唯一途径是通过中断、异常、陷入机制（访管指令）。

内核态--->用户态：设置程序状态字PSW

通常来说，以下三种情况会导致用户态到内核态的切换

1）系统调用：这是用户态进程主动要求切换到内核态的一种方式，用户态进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作。比如前例中fork()实际上就是执行了一个创建新进程的系统调用。

而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现，例如Linux的int 80h中断。

2)异常：当CPU在执行运行在用户态下的程序时，发生了某些事先不可知的异常，这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中，也就转到了内核态，比如缺页异常。

3)外围设备的中断：当外围设备完成用户请求的操作后，会向CPU发出相应的中断信号，这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序。