操作系统的逻辑结构

（3）用户态（User mode） 用户程序执行时机器所处的状态。在此状态下 禁止使用特权指令，不能直接取用资源与改机器 状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。
管态


用户态
用户程序执行 禁止使用特权指令 只允许用户程序访问 自己的存储区域

操作系统的程序执行 使用全部指令 （包括一组特权指令） 使用全部系统资源 （包括整个存储区域）
Type Fault Fault/Trap Interrupt Trap Trap Fault Fault Fault Abort
ErrorCode No No No No No No No No Yes
Fault Fault Fault Fault Fault
Yes Yes Yes Yes Yes
2. 什么是处理机的态
中央处理机的工作状态，当前它正在执行哪类程序， 决定处理机的态。
3. 处理机态的类别
（1）核态（Kernel mode） 操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。
使用全部指令（包括一组特权指令） 使用全部系统资源（包括整个存储区域）

（2）管态（Supervisor mode） 管态比核态的权限低，在此状态下允许使用一 些用户态下不能使用的资源，但不能使用修改 CPU状态的指令。 无核态时,管态执行核态的全部功能。
（三） 异常和中断

异常——Exception 中断——Interrupt ReQuest (IRQ) i386的异常和中断

Exceptions and interrupts are both "protected control transfers," which cause the processor to switch from user to kernel mode (CPL=0) without giving the user-mode code any opportunity to interfere with the functioning of the kernel or other environments. In Intel's terminology, an interrupt is a protected control transfer that is caused by an asynchronous event usually external to the processor, such as notification of external device I/O activity. An exception, in contrast, is a protected control transfer caused synchronously by the currently running code, for example due to a divide by zero or an invalid memory access.
（三） 异常和中断（续）

中断响应：是处理机发现有中断请求时，
中止现运行程序的执行并自动引出中断处 理程序的过程。
中断由软硬件协同处理 中断装置：指发现中断，响应中断的硬件 中断处理程序：由软件来完成 中断系统 = 中断装置 + 中断处理程序
（三） 异常和中断（续）

i386的异常/中断表
Biblioteka Baidu
Vector 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Description Divide Error Debug Exception NMI Interrupt Breakpoint Overflow Bound Check Illegal Opcode Device Not available Double Fault Reserved Invalid TSS Segment Not Present Stack Exception General Protection Fault Page Fault Reserved Floating Point Error Alignment Check Machine Check Simd Floating Point Error
处理机的状态是变化的，它有时会处于用户态，有时会 处于管态。
4. 特权指令集
在核态下操作系统可以使用所有指令，包括一 组特权指令。 改变机器状态的指令 修改特殊寄存器的指令 涉及外部设备的输入/输出指令
允许和禁止中断； 在进程之间切换处理机； 存取用于内存保护的寄存器； 执行输入和输出操作； 停止一个中央处理机的工作。
第二章 操作系统的逻辑结构
（一） （二） （三） （四） 操作系统逻辑结构 处理机的状态 异常和中断 必要的硬件支撑
（一） 操作系统逻辑结构
（二） 处理机的状态
1. 设置处理机状态的目的
为操作系统建立一个保护环境，采用的方法是区分处 理机的工作状态。 系统中有两类程序： 管理程序 用户程序 管理系统资源 使用资源、提出申请 控制程序运行 被控制
（三） 异常和中断（续）



异常（Exception）在i386中与trap是一个意思，但 中文翻译的时候往往翻译成异常或陷阱，其实也 是一个意思 异常是由于程序的行为（如除0错、缺页等）导致 的同步事件，必须由计算机立刻处理。处理完成 后，回到程序发生异常处继续执行。 中断是指某个事件（例如键盘输入、I/O传输结束 等）发生时，系统中止现行程序的运行、引出处 理事件程序对该事件进行处理，处理完毕后返回 现行程序的下一条指令，继续执行。
Fault Fault Abort Fault
No Yes No No
（三） 异常和中断（续）
一. 中断处理
（三） 异常和中断（续）

中断源：引起中断的事件称中断源，如打
印完成中断，其中断源是打印机。
断点：发生中断时正在运行的程序被暂时
停止，程序的暂停点称为断点。例如，某 程序正在执行0200地址的指令被中断，那 么，0200地址就是断点， 在中断返回时就 执行0200的下一条指令。