评分
- 期末 50%
- 作业 5%
- 课堂练习,点名 5%
- 实验报告 20%
- 实验验收 20%
- lab6 4% 额外平时分
Introduction
What Operating System Do
操作系统是作为计算机用户和计算机硬件的中介的程序。
计算机系统 Computer System 可以分成四个部分:
- Hardware,如 CPU, memory, I/O 设备
- Operating System,控制并协调硬件的使用
- Application programs,定义系统资源被使用的方式
- Users
从计算机系统组成的观点来看,操作系统是系统软件。
从用户的角度来看,操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。操作系统提供:
- 命令级接口,如键盘或鼠标等命令。
- 程序级接口,即操作系统服务,供用户程序和其它程序调用。
从系统角度来看,操作系统是计算机系统资源的管理者。操作系统管理了全部的资源,处理冲突的请求,并执行程序,避免错误和对计算机的不当使用。
总的来说,操作系统是一组有效控制和管理计算机各种硬件和软件资源,合理地组织计算机的工作流程,以及方便用户的程序的集合。
Computer System Organization
Linux 文件系统
home包含了除系统管理员外的所有用户的主目录lib包含了系统使用的动态链接库(.so)和内核模块(modules)mnt挂载的文件系统
Linux 内核映像
Linux 系统引导过程使用内核映像,放在 /boot 目录下。如:vmlinux。小的内核叫 zImage,大的叫 bzImage。
内核构建
Linux 内核的编译采用 Kbuild 系统,而 Kbuild 基于 GNU make。
Kbuild 的 Makefile 并不直接被当做 Makefile 执行,而是从 .config 文件中提取信息,生成 Kbuild 完成内核编译所需的文件列表。
Computer System Operation
计算机启动
计算机系统启动过程中,程序执行顺序为:
- ROM 中的引导程序
- 硬盘引导程序
- 分区引导程序
- 操作系统的初始化程序
中断
中断 Interrupt 指系统发生某个异步/同步事件后,处理机暂停正在执行的程序,转去执行处理该事件程序的过程。
陷入 trap 是软件生成的中断,它并不由错误或用户请求产生。
操作系统是通过中断来驱动的。
对中断进一步细分,有:
- 外部中断 Interrupt:外部设备发出的 I/O 请求,分为可屏蔽和不可屏蔽两类,由一些硬件设备产生,可在指令执行的任意时刻产生。
- 异常 Exception、陷入 Trap:由 CPU(正在执行的进程)产生,一条指令终止执行后 CPU 才发出中断。常见的异常有除零、溢出及页面异常(fault 出错)等。另一种情况是使用
int指令(trap 陷入),Linux 使用该指令来实现系统调用。
Storage Structure

还有个叫持久内存 Persistent Memory 的玩意儿,可以作为第二主存,且非易失,速度、容量、成本均在 DRAM 和 SSD 之间。
IO Structure
Stop Update