操作系統簡介-博客整理


編程語言的作用及與操作系統和硬件的關系

操作系統是軟件,用來控制硬件   操作系統只能安裝在硬盤里   軟件運行在硬件之上

計算機由電腦硬件與軟件共同組成,電腦的硬件就是 一些看得見摸得着的機器組件;軟件是指系統軟件與應用軟件,系統軟件指操作系統,應用軟件由編程語言等編寫。

應用軟件主要幫助人們完成各種需求。他們的關系由下到上依次是:硬件-操作系統-軟件(應用程序)

 

計算機的存儲

 存儲器系列,L1緩存,L2緩存,內存(RAM),EEPROM和閃存,CMOS與BIOS電池磁盤結構,平均尋道時間,平均延遲時間,虛擬內存與MMU,磁帶

 cpu-》內存-》磁盤

CPU,寄存器等通電存儲,斷電消失,所以要存儲e在硬盤里

永久保存的文件放在硬盤里,CPU可以直接讀取硬盤內容,但是速度太慢,所以在中間加一個內存,內存中間加高速緩i存,速度繼續增加,但是速度太慢,只存儲常用數據,中間在加一個寄存器,速度又會增加       RAM指的是內存存儲器, ROM是只讀存儲器,出廠自帶的程序可以寫在ROM里   還有種可擦除的存儲設備

還有一類存儲器CMOS,他是易失性的,許多計算機利用CMOS來保持當前的時間,CMOS電池又一小塊電池驅動,及時沒有加電也可以運行好久;除此之外,CMOS還可以保存配置的參數,比如哪一個是啟動盤等。BIOS存儲在ROM里

 

cpu與寄存器,內核態與用戶態及如何切換

計算機的大腦就是CPU,他從內存中取指令->解碼->執行 直到整個程序被執行完成

訪問內存得到的指令比訪問CPU直接執行的指令所花費的時間要多,所以CPU內部都會存一些關鍵變量和臨時數據的寄存器,可以說寄存器存在於CPU之上;

當你要通過視頻播放軟件播放一些視頻的時候會從用戶態轉化為內核態(當你點擊優酷播放器的時候處於用戶狀態,然后優酷會在本機硬盤里尋找播放資源,這時候就轉變為內核態)

設備驅動與控制器

 

總線與南橋和北橋

南橋即ISA橋:連接慢速設備; 

 調制解調器、聲卡、打印機、可用ISA槽

北橋即PCI橋:連接高速設備;

二級緩存,CPU、主存儲器、USB設備,圖形適配器,可用PCI槽

總線負責把一件件硬件連接在一起

操作系統的啟動流程

1、計算機加電,即開機;

2、BIOS開始運行,檢測硬件:CPU,內存,硬盤等;

3、BIOS讀取CMOS存儲器中的參數,選擇啟動設備;

4、從啟動設備上讀取第一個扇區的內容(MBR主引導記錄512字節,前446為引導信息,后64位為分區信息,最后兩個為標志位)

5、根據分區信息讀入bootloader啟動裝載模塊,啟動操作系統

6、然后操作系統詢問BIOS,以獲得配置信息。對於每種設備,系統會檢查其設備驅動程序是否存在,如果沒有,系統則會要求用戶按照設備驅動程序。一旦有了全部的設備驅動程序,操作系統就將它們調入內核。然后初始有關的表格(如進程表),穿件需要的進程,並在每個終端上啟動登錄程序或GUI

應用程序的啟動流程

由人為啟動程序,程序找到硬盤中所需要相應的文件生成進程在存儲在內存里,程序運行相關輸入輸出指令由cpu完成。

 


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