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Linux笔记day02:简单了解操作系统的内核体系结构

Linux笔记day02:简单了解操作系统的内核体系结构

作者: 楠楠喜欢泡枸杞 | 来源:发表于2019-05-27 11:14 被阅读0次

            我们平常使用的都是windows的图形化界面,那么也经常会产生一个疑问,为什么一双击桌面上的企鹅图标就可以打开扣扣了呢?我们就带着这个问题开始认识陌生的操作系统。

        1输入输出设备和中断事件

            鼠标是计算机的输入设备,它可以反映用户的需求。屏幕,也就是显示器,是计算机的输出设备,将计算机处理用户请求后的结果展现给客户,要不然用户无法知道自己的请求是不是到大并且执行了。

            显示器上面显示的东西是由显卡控制的,无论是显示器还是显卡,都有一个坐标的概念,什么位置显示什么图像,都是定义好了画上去的。

            当用户告诉鼠标自己的需求的时候,对于操作系统来讲,输入设备会发送一个中断。这很好理解,因为用户肯定希望操作系统把正在做的事情都停下来服务它。这个时候用户发送的需求就称为中断事件

        2文件管理子系统

            有了输入设备和输出设备,操作系统就可以处理用户“在桌面上点击QQ图标”的事件了。

            首先,鼠标双击会触发一个终端,用户在告知输入设备“有了新需求,需要处理一下”。操作系统的内核会事先把处理这种问题的方法教给输入设备。在操作系统里面就是调用中断处理函数。操作系统发现双击的是一个图标,就明白了用户的原始诉求,准备运行QQ和别人聊天。

            运行QQ可是一件大事呢!因为在将来的一段时间内,用户要一直和QQ进行交互,操作系统这个公司就接了个大单啦!那必须单独立项呀!一旦立了项,以后与这个项目有关的事情,都由这个项目组来处理。

            立项可不敢随便立哦,一定要有一个项目执行策划书,也就是说,对QQ这个程序来说,它能做哪些事情,每个事情怎么做,先做啥后做啥,都已经作为程序逻辑写在程序里面,并且编译成为二进制了。

            电脑上的程序不只有QQ呢,还有其它的程序,它们也都是以二进制文件的形式保存在硬盘上。硬盘是个物理设备,要按照规定格式化成为文件系统,才能存放这些程序。文件系统需要一个系统进行统一管理,称为文件管理子系统

            程序多了,“项目执行策划书”也会很多,我们需要有个统一的保存文件的档案库,而且要有序的管理起来。当我们从资料库里面拿到这个项目执行计划书,接下来就需要开始执行这个项目了。项目执行计划书是静态的,项目的执行是动态的。

            也就是说,当操作系统拿到QQ的二进制执行文件的时候,就可以运行这个文件了。QQ的二进制文件是静态的,称为程序,而运行起来的QQ,是不断进行的,称为进程

            那怎么样才能立项嘞?

        3系统调用

            立项一方面设计核心权限的资源,要得到公司的审批才能用;另一方面为了提高效率,最好有个统一的办事大厅,明文列出提供哪些服务,谁需要可以来申请,然后就有回应。

            比如多个进程都要往打印机上打印文件,如果随便乱打印进程,就会出现同一张纸上是各种混乱的内容的问题。所以,打印机的直接操作是放在操作系统内核里面的,进程不能随便操作。但是操作系统也提供一个办事大厅,也就是系统调用

            系统调用能列出来提供哪些接口可以调用,进程有需要的时候就可以去调用。这其中,立项是办事大厅提供的关键服务之一。同样,任何一个程序想要运行起来,就需要调用系统调用,创建进程。

        4进程管理子系统和内存管理子系统

            在操作系统中,进程的执行需要分配CPU进行执行,也就是按照程序里面的二进制代码一行一行的执行。于是,为了管理进程,我们还需要一个进程管理子系统。如果运行的进程很多,则一个CPU会并发运行多个进程,也就需要CPU的调度能力了。

            另外,为保证每个进程的私密性,不同的进程有不同的内存空间,但是整个电脑的内存就这么点儿,所以需要统一的管理和分配,这就需要内存管理子系统

            如果想直观地了解QQ如何使用CPU和内存,可以打开任务管理器,就能看到QQ这个进程耗费的CPU和内存。        

        小结

            这节课我们简单了解了操作系统的内核体系结构,可以对照着下图进行回顾~

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