操作系统清华 向勇 陈渝(RISC-V)(1)—概述

操作系统清华 向勇 陈渝(RISC-V)(1)—概述主要是汇编和C,汇编直接和机器指令集相关

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主要是汇编和C,
汇编直接和机器指令集相关。
C是高级语言,不直接对应一种特定的体系结构,也有很好灵活性,高效。
也有人用其他语言尝试写操作系统。比如Rust。
Rust具备C所不具备的特征,有类型检查比较严格,安全性好。语言级别上有并发同步等支持。使操作系统开发出来的代码错误减少。

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内核需要各种各样的数据结构。
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RISC-V开源,受到业界广泛关注。
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编译器对我们写程序的效率和质量有影响。
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三大简易元素,网站内容都有。
操作系统概念,京东
精髓与设计原理。京东
没有指定教材

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操作系统和外设打交道,中断。 应用打交道,系统调用
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CPU和memory
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外设,打印机等。

RISC-V比X86简单。而且写操作系统也要容易些。
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什么是操作系统?

这门课来讲操作系统这个软件。
一个软件,要实现一定的功能,到底要让这个软件干什么?来解释了什么是操作系统。
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什么功能在操作系统,什么功能不在操作系统,没有严格的定义。因人而异。
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这个软件管理硬件资源、控制程序运行、改善人机界面、为应用软件提供支持。
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操作系统是计算机系统中的底层软件。直接和硬件打交道,为应用程序提供支持,利用硬件提供的能力来完成操作系统的功能实现。
系统应用和操作系统中的功能就没有明确的界限了。
应用程序可以直接利用操作系统的功能,也可以在操作系统中写一些通用的应用。那些是系统应用,那些是操作系统中,没有明确界限。
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解决问题,
访问资源的高效。多应用访问相同硬件,需要协调。
资源管理程序
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狭义,就是内核。
通常传统含义,还有命令行,GUI,等。
编译器叫系统应用。调试器也是系统应用。
从软件分类,在底层。
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CPU用来计算,抽象成进程。进程控制。占用CPU执行,多个程序执行要进行调度。
磁盘上数据,抽象成文件。访存基本单位。用户利用程序对数据访问,就是文件。往数据写入,知道存在哪里。
内存抽象成地址空间。哪块儿空间给进程。

分配算法和应用程序算法有什么区别?
main开始,结束
操作系统中,需要管理多个正在运行的程序交替执行。
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不同资源有不同分享方式和策略。
多个进程看起来都在一个完整计算机执行。
内存,磁盘都有类似的虚拟。各个程序看起来都是他自己在使用。
内部实际是共享的。

为什么学习操作系统?

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(人月神话,软件工程方面著作)

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操作系统的发展空间还有很多,还很大。
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高效,低功耗,安全可靠。

综合考虑,系统思维。
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coding 太难。
我们要打通,知识点,原理和实践。
数据结构,组成原理,等设计出OS。控制计算机。
对OS要有整体把握。做到胸中有OS。

操作系统历史

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提高计算机利用率。软件技术,硬件能力都不行,操作系统初级阶段。

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硬件发展,磁带,磁盘传输。
内存大,可以有多个程序出现在内存。
有个软件,程序控制,调度程序执行顺序。提高效率
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引入IO。引入中断处理。
中断管理,很重要。
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机器成本比程序员低了。不仅仅解决效率。还有更多功能,打印等
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搜索,数据中心,云存储。都是基于分布式系统。在集群内部资源调度。通过操作系统软件,应用程序运行稳定。

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物联网系统。更多挑战。管理的设备越来越多。安全,更新等。
操作系统发展和硬件,应用相关。都有发展。软件各种协调。

操作系统结构

早期,结构简单。
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应用程序,用系统调用,软中断进入下面来。CPU加电,加载基本输入输出。
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多用户交替使用。
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操作系统内部,分成多层。UNIX Linux
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对于大内核,下一步就是微内核。
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内核->外部->内核,需要更多的系统开销。灵活,安全
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把操作系统分成了两部分。
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一台物理的机器,虚拟成多台机器。每台机器看上去和一台物理机器是“一样的”。
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OS实验概述

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ucore 基于C语言 x86
rcore 基于Rust语言 risc-v
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从0开始构建OS。和学习方向相反。
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系统开发主要的调试方法是输出字符。中断和异常。
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内核里有线程。
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基于inode方式的文件系统
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