深入探究：Linux的用户模式和内核模式(linux用户模式与内核模式)

在计算机系统中，操作系统负责管理计算机的硬件和软件资源，为开发者和用户提供一种接口，使得他们能够更方便地使用计算机。Linux作为开源的操作系统，具有高度的可定制性和优越的性能，是现代计算机领域不可或缺的存在。

Linux的用户模式和内核模式是Linux操作系统的两个重要模式，它们分别管理用户空间和内核空间，实现计算机操作的顺畅运行。

一、用户模式

用户模式，也称为用户态或应用程序模式，是指Linux操作系统中用户进程所执行的模式。在用户模式下，进程只能访问自己分配的资源和内存空间，不能直接访问系统资源和内核内存。这意味着，任何一次进程请求操作系统功能的请求都必须由用户模式切换到内核模式。

用户模式下的进程通常以用户身份运行，拥有有限的权限，无法直接访问硬件和内核空间。因此，用户进程需要通过调用操作系统提供的系统API，来访问内核空间和请求系统资源，例如文件系统、网络、输入输出等。当用户进程执行系统调用时，会将程序控制权转移到内核空间，并进入内核模式运行。

二、内核模式

内核模式，也称为核心态或特权模式，是指Linux操作系统中内核所执行的模式。在内核模式下，内核拥有对计算机系统的完全控制权，可以直接访问和操作系统资源和硬件，例如磁盘、内存、网络等。同时，内核还可以控制和监视进程的行为，保证计算机系统的稳定和安全。

由于内核模式下运行的程序可以执行一些危险的操作，因此内核模式的权限通常只开放给操作系统和一些受信任的系统组件，例如驱动程序和内核模块。普通用户和应用程序无法进入内核模式，只能通过系统API来与内核交互。

三、用户模式和内核模式的切换

用户模式和内核模式是Linux操作系统的核心模式，其切换是Linux系统运行的一个重要特征。当应用程序需要请求系统资源或执行系统调用时，必须经过用户模式到内核模式的切换，以使得操作系统能够响应请求并提供合适的服务。

用户模式和内核模式的切换通常是操作系统自动完成的，但是这个过程需要消耗一定的时间和资源。因此，在开发Linux应用程序时，应尽量减少系统调用的使用，在应用程序中进行自主存储管理和缓存管理等优化，从而提高应用程序运行的效率和性能。

用户模式和内核模式是Linux操作系统中核心的运行模式，其中用户模式管理用户进程和应用程序，内核模式管理计算机系统的资源和硬件。了解用户模式和内核模式的工作原理和相互关系，对于深入理解Linux操作系统的工作原理和优化应用程序的性能都具有重要的应用价值。

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linux系统怎么查看cpu使用情况

1、查看内存：在SSH远程控制端，输入命令“cat /proc/meminfo”，按下“Enter”回车键，即可看到总的内存占用情况。

2、查看CPU：在SSH远程控制端，输入命令“top”，按下“Enter”回车键，即可看到cpu的使用率。

3、Linux上的VNC服数态毕务端，比较常用的就是tigervnc和x11vnc。x11vnc可以让远程访问者控制本地的实际显示器，而tigervnc既可以远程控制实际显示器，还可以控制平行独立于当前物理显示器的虚拟显示器。

中央处理器（Central Processing Unit），简称CPU，是1971年推出的一个计算机的运算核心和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。

中央处理器包含运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，并具有处理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能。

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

逻辑部件

英文Logic components；运算逻辑部件，可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址运算和转换。

寄存器

中央处理器

中央处理器闭历

寄存器部件，包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。

通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间（或最终）的操作结果。

通用寄存器是中央处理器的重要组成部分，大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度，其端口数目往往可影响内部操作的并行性。

专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制寄存器（CR0～CR3）用于控制和确定处理器的操作模式以及当前执行任务的特性。CR0中含有控制处理器操作模式和状态的系统控制标志；CR1保留不用；CR2含有导致页错误的线性地址；CR3中含有页目录表物理内存基地址.

控制部件

英薯芹文Control unit；控制部件，主要是负责对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

其结构有两种：一种是以微存储为核心的微程序控制方式；一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。

微存储中保持微码，每一个微码对应于一个最基本的微操作，又称微指令；各条指令是由不同序列的微码组成，这种微码序列构成微程序。中央处理器在对指令译码以后，即发出一定时序的控制信号，按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作，即可完成某条指令的执行。

简单指令是由（3～5）个微操作组成，复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。

当有时候想要查看一下cpu的使用率!用什么方法好呢?下面由学习啦小编给你做出详细的linux查看cpu使用情况说明介绍!希望对你有帮助!

　　linux查看cpu使用情况说明一

　　linux获取cpu使用率

　　Windows查看CPU使用率很简单，我们通过任务管理器就能看到。那么隐森清对于linux来说，怎么查看获取CPU使用率呢?咗嚛本经验以Centos系统为例

　　工具/原料

　　Centos

　　获取CPU使用率

　　实时CPU使用率

　　类似任务管理器实时系统信息可以通过top命令查看。显示的信息四个参数分别是：用户的模式(user)、低优先级的用户模式(nice)、系统内核模式(system)以及系统空闲的处理器时间(idle)

　　查看CPU处理器使用率

　　对于CPU使用率一般都是通过CPU使用情况，查看/proc/stat cpu状态文件

　　平均CPU使用率

　　对于一般某时间段CPU的使用率来说，可以通过查看/pRoc/loadavg 文件信息

　　第三方监控软件查看

　　网上有很多网管，监控软件安装配置好之后。可以通过网页管理查看CPU等硬件情况和CPU使用率，负载等参数

　　其它相关信息

　　内存使用率 查看 /proc/meminfo查看内存详细信息，也可以通过free 命令查看

　　网络利用率 通过查看文件/proc/net/dev 可以了解，centos系统的网络使用情况跟windows的网络情况类似

　　注意事项

　　如果是查看系统负载的话是需要通过，CPU使用率，内存使用率，网络负载，硬盘容量等等来综合计算出来的。如果对于linux不是特别了解，或者想一次获取比较全面，可以通过编写脚本或者相关的监控工具。

　　linux查看cpu使用情况说明二

　　ps命令用于查看系统中的进程状态，格式为：“ps ”。

　　查看进程与状态春磨:“ps -aux”

　　查找某个特定的进程信息:”ps -aux | grep 进程名”

　　USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND

　　进程的所有者 进程ID号 运算器占用率 内存占用率 虚拟内存使用量(单位是KB) 占用的固定内存量(单位灶前是KB) 所在终端 进程状态 被启动的时间 实际使用CPU的时间 命令名称与参数

　　参数 作用

　　-a 显示所有的进程(包括其他用户的)

　　-u 用户以及其他详细信息

　　-x 显示没有控制终端的进程

　　top命令用于监视进程的活动与系统负载，格式为：“top”。

　　这个top命令可真的是太厉害了，完全可以比喻成是“强化版的Windows任务管理器”，运行界面如下：

　　前面的五行为系统整体的统计信息，下面我们来逐行的讲解：

　　第1行:系统时间，运行时间，登陆用户数，系统负载(分别为1分钟、5分钟、15分钟的平均值)。

　　第2行:进程总数，运行中的，睡眠中的，停止的，僵尸的。

　　第3行:用户占用资源，系统内核占用资源，改变过优先级的进程，空闲的资源，等待输入输出的时间。

　　此行数据均为CPU数据并以百分比格式显示，例如”99.2 id”意味着有99.2%的CPU资源正在空闲中。

　　第4行:物理内存总量，使用量，空闲量，作为内核缓存的内存量。

　　第5行:虚拟内存总量，使用量，空闲量，已被提前加载的内存数据。

　　进程的信息区中包含了各个进程的详细信息，含义如下：

　　PID:进程ID号

　　USER:进程的所有者

　　PR:优先级

　　NI:优先级(负值表示优先级更高)

　　VIRT:虚拟内存使用量

　　RES:物理内存使用量

　　SHR:共享内存大小

　　S:进程状态(上文中有提到)

　　%CPU:运算器的使用百分比

　　%MEM:内存的使用百分比

　　TIME+:使用CPU的时间(单位是1/100秒)

　　COMMAND:命令名称

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