英语翻译：

【计】 processor state

相关词条：

1.processorstate  

分词翻译：

处理机的英语翻译：

【计】 processsor

状态的英语翻译：

state; condition; fettle; position; predicament; status
【计】 behaviour; S; ST; state; status; transient regime
【医】 asiminine asis; condition; etat; sirupus ferri jodati; state; status
【经】 state

专业解析

在计算机体系结构中，“处理机状态”（Processor State）指中央处理器（CPU）在特定时刻所处的运行环境和内部数据集合的完整快照。其英文对应术语为Processor State 或Machine State。这一概念是理解计算机执行流程、中断处理、任务切换和多任务操作系统的核心基础。

核心定义与技术内涵：

1. 寄存器集合的当前值

   处理机状态的核心组成部分是CPU内部所有关键寄存器的瞬时值。这包括：

   • 程序计数器（PC）/指令指针（IP）：存储下一条待执行指令的内存地址。
   • 状态寄存器（Status Register）/程序状态字（PSW）：包含反映最近操作结果的条件标志位（如零标志Z、进位标志C、溢出标志V、符号标志S）以及控制CPU操作模式的位（如中断使能位、特权模式位）。
   • 通用寄存器（General-Purpose Registers）：用于暂存数据、地址和中间计算结果。
   • 栈指针（Stack Pointer, SP）：指向当前栈顶的内存地址。
   • 其他专用寄存器：如基址寄存器、段寄存器（在分段内存模型中）、浮点寄存器等。

     来源：计算机体系结构经典教材（如Patterson & Hennessy, Computer Organization and Design）普遍定义处理机状态为寄存器集合的完整内容。

2. 执行上下文（Execution Context）

   “处理机状态”定义了CPU执行指令的当前“上下文”。它决定了：

   • 下一条要执行的指令位置（PC）。
   • 当前可访问的内存空间和权限（由相关寄存器控制）。
   • 处理器当前的运行模式（如用户态/内核态）。
   • 对中断和异常的响应能力（由PSW中的标志位控制）。

     来源：操作系统原理（如Silberschatz et al., Operating System Concepts）将处理机状态视为进程上下文的核心部分，用于任务切换。

3. 状态保存与恢复

   处理机状态的完整性至关重要，尤其是在发生以下事件时：

   • 中断（Interrupt）：当硬件中断或异常发生时，CPU必须立即保存当前处理机状态（主要是PC和PSW）到栈或特定内存区域，以便在处理完中断后能精确恢复被中断的程序现场。
   • 任务切换（Task Switching）/上下文切换（Context Switch）：操作系统在进行多任务调度时，需要将当前运行进程的处理机状态（包括所有相关寄存器）保存到其进程控制块（PCB）中，并将下一个要运行进程的保存状态加载到CPU寄存器中，从而实现进程的切换。

     来源：IEEE标准（如IEEE Std 1003.1 POSIX）涉及进程管理和信号处理时，隐含了对处理机状态保存和恢复机制的要求。

“处理机状态”是CPU在某一精确时刻的完整内部状态快照，主要由其所有寄存器的内容构成。它定义了CPU的执行上下文，是程序连续执行、中断响应以及多任务操作系统中任务切换的基础。保存和恢复处理机状态是确保计算机系统正确、可靠运行的关键机制。

相关术语对照：

• 中文： 处理机状态、机器状态、CPU状态
• 英文： Processor State, Machine State, CPU State, Hardware Context
• 日语： プロセッサ状態 (Purosessā Jōtai)
• 法语： État du processeur
• 德语： Prozessorzustand

网络扩展解释

处理机状态是计算机系统中描述处理机（CPU）当前工作模式和权限级别的核心概念，主要涉及以下方面的解释：

一、基本定义

处理机状态指处理机当前所处的特权级别，用于区分执行程序的类型和权限。典型分为两种状态：

1. 用户态（User Mode）
   处理普通用户程序，权限受限，无法直接访问硬件或执行特权指令（如I/O操作）。这是应用程序的默认运行环境。
2. 核心态（Kernel Mode）
   又称管态或特权态，运行操作系统内核代码，拥有完全的系统控制权，可执行所有指令（包括特权指令）。系统调用和中断处理时需切换至此状态。

二、状态切换机制

• 触发条件：通过中断（如硬件故障）、系统调用（用户程序请求内核服务）或异常实现状态切换。
• 状态字（PSW）
  通过处理机状态寄存器保存当前状态信息，包含优先级、中断屏蔽标志等参数，用于快速恢复现场。

三、区分状态的目的

1. 系统保护：防止用户程序直接操作硬件或内核数据，避免系统崩溃或安全漏洞。
2. 资源隔离：核心态负责管理关键资源（如内存、设备），用户态仅能通过受控接口访问。

四、扩展概念

• 处理机上下文（Context）：包括寄存器内容、程序计数器等状态信息，用于进程切换时恢复执行环境。
• 运行状态分类：除用户态和核心态外，某些系统可能细化出等待态（处理I/O阻塞）或空闲态（CPU无任务执行）。

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处理机状态是操作系统实现多任务、资源保护和权限控制的基础机制。用户态与核心态的划分通过硬件和软件协作，确保系统稳定性和安全性。更多细节可参考计算机体系结构或操作系统原理相关教材。

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