Tabla de contenido
1. Capítulo 1 - El concepto de sistema operativo
1. El concepto y función del sistema operativo.
2. Características del sistema operativo (4)
(1) Concurrencia y paralelismo
(2) Compartir y exclusión mutua
3. Desarrollo y clasificación de sistemas operativos
(1) Sistema operativo en tiempo real
(2) Red, distribuida, personal
4. Mecanismo operativo del sistema operativo
(1) Modo de usuario y modo kernel
(1) Interrupción externa e interrupción interna
(2) Programa de interrupción - programa del kernel (estado del kernel)
7. El kernel (sistema estructural) del sistema operativo
(1) Núcleo grande y micronúcleo
8. Sistema operativo (qué hace la computadora cuando se enciende)
(1) En una máquina física (puede tener múltiples sistemas operativos)
(2) Asignación de máquinas virtuales
1. Capítulo 1 - El concepto de sistema operativo
1. El concepto y función del sistema operativo.
(1) nivel
(2) Resumen
2. Características del sistema operativo (4)
(1) Concurrencia y paralelismo
Concurrencia: período de tiempo (servidor: alta concurrencia: se pueden realizar muchas respuestas a la interfaz de solicitud ~)
Paralelo - tiempo (simultáneo - multiproceso - CPU multinúcleo)
(2) Compartir y exclusión mutua
compartido: se puede usar simultáneamente (recurso)
Exclusión mutua: solo puede ser utilizado por una persona (coherencia de datos)
Confíen unos en otros (compartidos y concurrentes)
(3) virtuales
(4) Asíncrono (Asin)
Con la concurrencia, hay asincronía ~
Eso debe ser de subprocesos múltiples ~ (Abra un subproceso separado para lograr una operación asíncrona sin bloquear el subproceso principal)
1. Sincronización (sincrónica): la sincronización se refiere a la ejecución de tareas en secuencia, y cada tarea debe esperar a que se complete la tarea anterior antes de que pueda comenzar a ejecutarse. En modo síncrono, la ejecución entre tareas está bloqueada, es decir, la ejecución de una tarea bloqueará el progreso de otras tareas hasta que se complete la tarea.
2. Asíncrono (Asynchronous): Asíncrono significa que las tareas se pueden ejecutar simultáneamente o en paralelo, y las tareas son independientes entre sí. En modo asíncrono, la ejecución de tareas no es bloqueante, es decir, la ejecución de una tarea no espera a que se completen otras tareas, sino que implementa la ejecución simultánea de tareas y la devolución de resultados a través de mecanismos como funciones de devolución de llamada y monitoreo de eventos. .
La programación asíncrona generalmente se usa para lidiar con situaciones que involucran operaciones que consumen mucho tiempo, como solicitudes de red, operaciones de archivos y consultas de bases de datos, para mejorar el rendimiento del sistema y la utilización de recursos.
La programación asíncrona generalmente se implementa mediante tecnologías como la basada en eventos, la función de devolución de llamada y la corrutina.
- La programación síncrona es más intuitiva y fácil de entender, pero puede provocar una degradación del rendimiento del programa y el desperdicio de recursos en el caso de procesar una gran cantidad de tareas simultáneas o necesitar esperar.
- La programación asíncrona puede hacer un mejor uso de los recursos del sistema y mejorar la eficiencia y la capacidad de respuesta de los programas.
- Elegir usar síncrono o asíncrono depende de los escenarios y requisitos específicos de la aplicación.
- En programación, puede elegir el modo apropiado según las características de la tarea, o combinar sincrónico y asincrónico para manejar diferentes tareas y situaciones con flexibilidad.
3. Desarrollo y clasificación de sistemas operativos
(1) Sistema operativo en tiempo real
(2) Red, distribuida, personal
4. Mecanismo operativo del sistema operativo
(1) Modo de usuario y modo kernel
Cuando el estado del usuario quiere "anularse", la CPU del hardware detectará el problema. ¡Metamorfosis automática e interrupción del programa!
(2) Resumen
5. Interrupción (※※※※※※)
(1) Interrupción externa e interrupción interna
Interrupción interna: anormal (fallo de página, instrucción ilegal, llamada atrapada del sistema de instrucciones)
Interrupción externa: procesamiento del programa (IO, reloj)
(2) Programa de interrupción - programa del kernel (estado del kernel)
Tanto el hardware como el software pueden implementar interrupciones: se enseñan los principios de la composición de la computadora
【Tabla de vectores de interrupción】: después de consultar, sabrá qué tipo de [controlador de interrupciones] debe ejecutarse
(3) Resumen
6. Llamada al sistema
Instrucciones atrapadas: llamadas al sistema
El sistema operativo proporciona la interfaz correspondiente, de modo que el programa de aplicación puede utilizar la instrucción
Cuando la CPU encuentra una [instrucción atrapada], hará... (la aplicación devuelve el control al sistema operativo)
De hecho, Unix está escrito en [lenguaje C], y es el primer sistema operativo escrito en lenguaje C en el mundo.
[Sistema operativo Windows] está desarrollado en [C y lenguaje ensamblador]
[Sistema operativo Windows] ahora se está refactorizando usando [lenguaje Rust]
Windows también admite la escritura de aplicaciones en otros lenguajes de programación, como C++, C# y Visual Basic.
(1. Resumen
7. El kernel (sistema estructural) del sistema operativo
Tanto Ubuntu como CentOS son kernels de Linux
Lo que desarrollan principalmente es: funciones no relacionadas con el kernel (GUI, comandos, etc.)
(1) Núcleo grande y micronúcleo
¿Por qué un núcleo grande? ——Porque varias funciones se dividen en el estado del kernel
Microkernel - transición de estado más
(2) Ventajas y desventajas
grande: rápido (difícil de mantener)
Micro: lento (modular, fácil de mantener)
(3) Resumen
8. Sistema operativo (qué hace la computadora cuando se enciende)
Primero, arrancamos a través del BIOS, instalamos un sistema operativo, dividimos las particiones e instalamos el software.
Ahora empieza a arrancar:
- La CPU lee la información del disco (ejecuta el programa de arranque principal - autoprueba de hardware)
- Ejecutar [programa de arranque del disco + tabla de particiones]
- Leer el programa de inicialización del sistema operativo.
- Ejecute el programa de inicialización del sistema operativo - complete la inicialización
Su descripción general es correcta, pero se podrían agregar algunos detalles. Las siguientes son correcciones y adiciones al proceso de arranque del sistema operativo:
- Una vez que se enciende la alimentación, la computadora realiza una autocomprobación de energía para asegurarse de que todos los dispositivos de hardware funcionen correctamente .
- Se accede al chip BIOS de la placa base para ejecutar el programa del Sistema básico de entrada/salida (BIOS) . BIOS es responsable de inicializar cada dispositivo de hardware y realizar una serie de autopruebas , incluida la verificación de RAM , adaptador de pantalla, etc.
- El BIOS carga el programa de inicio leyendo el área de inicio ( Master Boot Record , MBR ) del disco duro . MBR se encuentra en el primer sector de la tabla de particiones, que almacena la información de ubicación y tamaño del programa de arranque.
- El cargador de arranque carga el cargador de arranque del sistema operativo ( cargador de arranque ), como GRUB o Windows Boot Manager . El cargador de arranque se encuentra en una ubicación específica en el disco y es responsable de cargar el kernel del sistema operativo y pasarle el control.
- El núcleo del sistema operativo se carga en la memoria y comienza a ejecutar la rutina de inicialización. El programa de inicialización es responsable de configurar el entorno del sistema, cargar controladores de dispositivos e inicializar varios subsistemas.
- El proceso de inicialización suele implicar la carga de algunos componentes principales, la configuración de estructuras de administración de procesos y de memoria, y la preparación de otros recursos necesarios del sistema.
- Una vez que se completa la inicialización, el sistema operativo está listo para la interacción del usuario y otras aplicaciones pueden ejecutarse en el sistema operativo.
Cabe señalar que los diferentes sistemas operativos y arquitecturas informáticas pueden variar, pero el proceso básico es generalmente similar. Además, los detalles de la partición del disco duro y la instalación del software generalmente se realizan después de inicializar el sistema operativo.
Autocomprobación: encuentre el gestor de arranque, cargue, ejecute
9. Máquina virtual
(1) En una máquina física (puede tener múltiples sistemas operativos)
similar a la ventana acoplable
(2) Asignación de máquinas virtuales
La primera categoría: se ejecuta directamente en recursos físicos (alta autoridad, alta velocidad, múltiples instalaciones)
La primera categoría: tengo un sistema dual (un Windows, un Ubuntu)
La segunda categoría: se ejecuta sobre la base de un sistema operativo (velocidad lenta, permisos bajos, uno es suficiente ~)
La segunda categoría: instalé una máquina virtual Ubangtu VMM en Windows
La segunda categoría, migración fácil, puede empaquetarse y luego ser utilizada por otros (similar a docker)
- Sistema dual: puede instalar dos sistemas operativos diferentes en una computadora, como Windows y Ubuntu, y puede elegir qué sistema operativo ingresar al iniciar.
- Máquina virtual VMM : puede instalar software de máquina virtual como VMware o VirtualBox en el sistema operativo Windows e instalar el sistema operativo Ubuntu en la máquina virtual. Una máquina virtual simula un entorno informático aislado en el que ejecutar otro sistema operativo.
Es un largo camino por recorrer, cuanto más aprendo, más difícil me siento, ¿es porque no hay suficientes comentarios positivos? No, tengo que seguir trabajando duro, ¡la luz de las estrellas estará a la altura de los transeúntes! ¿Recuerdas hace tres años? Todavía eras un novato en ese momento y no entendías nada, ¡pero te apasionaba! En los últimos tres años, ¿sigue su sangre allí? ¡Todos ustedes! ! ! ¡Depende de hoy! ! ! ¡Sigue adelante, no te rindas, debes tener éxito! ¡Debes tener éxito! ——De todos modos , ¡vamos! ! ! ¡Aprieta los dientes y aguanta!
Hora: 14 de agosto de 2023 15:09:25