アリババの建築家によって作成されたこのオペレーティングシステムの傑作は、オペレーティングシステムテクノロジーを完全に説明しています

オペレーティングシステムの謎

若い頃よく読んだ詩はこんな感じだったのを覚えています。

私は若い頃から数えています。

賢明で成熟したものに数え、

まだカウントされていません。

空の星が数えられないのはなぜですか？

思い出やファンタジーのように、

常に頑固な謎に悩まされています...

コンピュータサイエンスや関連する専攻の多くの大学生にとって、オペレーティングシステムは空の星のようなものであり、彼らには決して明らかではない頑固な謎を隠しています。しかし、オペレーティングシステムは本当に明確ではありませんか？

番号。その背後にある謎が見えなかったので、はっきりしていません。この謎は誰にも知られていません。コンピュータの初心者は言うまでもなく、オペレーティングシステムを研究している人でさえ必ずしもそれを理解しているわけではありません。

それで、この謎は何ですか？

私たちがやろうとしているのは星を数えることなので、空の星は数えられません。星を数えるのではなく、角度を変えて星を探しているデザイナーが、星の数を教えてくれたら、はっきりしませんか？

これはまさにオペレーティングシステムの学習の謎です。オペレーティングシステムを理解するには、オペレーティングシステムの設計者を見つけて、オペレーティングシステムのすべての秘密を教えてもらう必要があります。もちろん、ここでのデザイナーの検索は、すべてのデザイナーを見つけることは不可能であるため、実際にはそれらを探しているわけではありません。ここでの設計者とは、すべての設計者が共有する抽象化、つまり人生の哲学を指します。これは、オペレーティングシステムを設計するときに、設計者が無意識のうちにオペレーティングシステム内で独自の思考や人生の追求を構築し、それによって操作を行うためです。システムはマインドに基づいており、オペレーティングシステムはこのマインドのコマンドの下で実行されます。

オペレーティングシステムノートの概要の概要

 

 

 

 

 

内容が多すぎる場合は、部分Σ（°△°|||）︴を省略してください。

 

ノートは、基本原則、プロセス原則、スレッド原則、メモリ原則、ファイル原則、I / O原則、マルチコア原則、およびオペレーティングシステム設計の8つの章に分かれています。

一緒に秘密を明らかにし、オペレーティングシステムの星を数えましょう。

最初の章、基本原則

虚偽は真実であり、道は見えない

この記事の最も重要なコアアイデアは、コンピューター操作の過程でオペレーティングシステムが果たす役割です：マジシャンとマネージャー。マジシャンは醜さを美しさに変え、何も存在せず、より少なくなります。一方、マネージャーはすべてのコンピューターリソースを管理して、公平性と効率性の「二重の物質」状態を実現します。オペレーティングシステムのこれら2つの役割を理解することは、プロセス、スレッド、仮想メモリ、ファイルシステム、および入力システムと出力システムを習得するのに非常に役立ちます。

• 第1章オペレーティングシステムの概要
• 第2章オペレーティングシステムの履歴
• 第3章オペレーティングシステムの基本概念

プログラムの仕組み

 

マネージャーの役​​割

 

面接の質問

1. オペレーティングシステムとは何ですか？オペレーティングシステムについてのあなたの理解を一文で説明してください。
2. オペレーティングシステムとユーザープログラムの関係についてどう思いますか？あなたの考えを説明してください。
3. オペレーティングシステムがカバーする領域と各領域のコアコンテンツを簡単にリストします。
4. オペレーティングシステムはさまざまなコンポーネントを管理する必要があります。これらの管理の類似点と相違点について説明してください。
5. 機器管理の目的は何ですか？
6. デバイス管理ソフトウェア（デバイスドライバー）はサードパーティによって提供されることが多く、オペレーティングシステムの一部であってはならないという人もいます。これについてあなたはどう思いますか？それはどのように判断されるべきだと思いますか？ソフトウェアはオペレーティングシステムですか？
7. プログラム実行中のオペレーティングシステムの介入をリストしてください。
8. オペレーティングシステムが人為的な主題であると言う根拠は何ですか？
9. 人工科目の特徴は何ですか？オペレーティングシステムの学習にどのように役立ちますか？
10. OSをコンパイルするにはコンパイラが必要であり、コンパイラの操作にはOSのサポートが必要です。では、誰が最初に表示され、誰が後で表示されますか？

オペレーティングシステムの進化

 

オペレーティングシステムの将来の開発動向

 

コンピュータハードウェアの基本的な知識

 

 

オペレーティングシステムの構造

 

第2章、プロセスの原則

トランスには何かがあります;トランスには何かがあります

この章には、第4章から第6章の内容が含まれています。第4章では、プロセスの論理的な必然性、マルチプログラミングの効率、プロセスの作成と終了、プロセスの状態と変換、プロセスとアドレススペース、プロセス管理、およびプロセスモデルの欠陥について説明します。第5章の内容には、スケジューリングの目標、先着順、タイムスライスのローテーション、短いタスクの優先順位、優先順位のスケジューリング、ハイブリッドスケジューリング、リアルタイムスケジューリング、およびその他のアルゴリズムが含まれ、優先順位の反転とスレッドの不確実性について説明します。第6章では、通信、パイプ、名前付きパイプ、ソケット、信号、セマフォ、共有メモリ、メッセージキューなどが必要な理由について説明します。

 

• 第4章プロセス
• 第5章プロセスのスケジューリング
• 第6章プロセス通信

プロセスの概要

 

マルチプログラミングの利点

 

プロセス管理

 

プロセスの採用：共有メモリ

 

3番目のスレッドの原則

この記事では、プロセスレベルの同時実行メカニズム（プロセスモデル）について説明します。この章には、第7章から第10章の内容が含まれています。第7章の内容には、プロセスクローンテクノロジプロセス、プロセス管理、プロセスユーザーモード、カーネルモードと混合モードの実現、最新のオペレーティングシステムプロセス実現モデル、複数のプロセス間の関係、およびプロセスモデルの主な考慮事項が含まれます。第8章では、同期の理由、同期の目的、ロックプリミティブの進化、スリープおよびウェイクプリミティブ、セマフォ、モニタリング、メッセージパッシング、およびフェンスについて説明します。第9章では、デッドロックの発生、開発、防止、および回避について説明し、デッドロック、ライブロック、および飢餓の関係について説明します。第10章では、割り込みの有効化と無効化、テスト、およびセットアップを使用してロックプリミティブを実装する方法について説明します。

• 第7章スレッド
• 第8章スレッドの同期
• 第9章デッドロック応答の哲学的原則
• 第10章ロックの実装

 

 

プロセスクローンテクニック-スレッド

 

カーネルモードスレッドの実装

 

ユーザーモードスレッドの実装

 

ユーザーモードからカーネルモードに入る

 

ヘアコントロールなし：動的な死の回避

 

第4章、メモリの原理

この章には、第11章から第14章の内容が含まれています。

第11章では、メモリ管理環境、仮想メモリ、メモリ内のオペレーティングシステムの場所、メモリ内のプログラムの場所（固定ロードアドレス、固定パーティション、可変パーティション）、および基本的なメモリ管理メカニズム（アドレス変換、ベースアドレス制限）について説明します。 、Exchange）、空き領域管理など。

第12章では、基本アドレス制限、ページング管理、ページテーブル、ページ変換プロセスの問題、ページング管理システムの長所と短所、マルチレベルページテーブル、アドレス変換速度、ロックされたページ、メモリジッタ、およびページサイズの設計について説明します。

第13章では、ページ置換アルゴリズムの詳細、達成する目的、およびさまざまな特定のページ置換アルゴリズムについて詳しく説明します。

第14章では、ページ管理システム、セグメント管理システムの制限、セグメントの長所と短所、セグメント番号とアドレス指定ビット数について説明し、メモリ管理モデルの開発における否定の役割について説明します。

仮想メモリの概念

 

ファーストインファーストアウトアルゴリズム

 

マトリックスを使用してLRUアルゴリズムを実装する

 

セグメント管理システム

 

第5章、文書の原則

大きな成功がない場合は使用されません。大きな利益が高い場合は、無限に使用されます。

この記事の内容には、第15章から第18章の内容が含まれています。

第15章では、ディスク構造、ディスクアクセス速度、ディスクオペレーティングシステムインターフェイス、ディスクアクセスプロセス、ディスクスケジューリングなどのコンテンツについて説明します。

第16章では、ファイルシステムが必要な理由、ファイルシステムとは何か、ファイルシステムの目的、ファイルの基本知識、ファイルストレージ構造、ファイルタイプ、ファイルアクセス、ファイル属性、ファイル操作、フォルダー、相対パスと絶対パス、共有について説明します。リンク、メモリマップファイルなど。

第17章には、ファイルシステムの配布、ファイルの実現、フォルダーの実現、共有ファイルの実現、ディスクスペースの管理などが含まれます。

第18章の内容には、ファイルセキュリティパフォーマンス（ファイルアクセス制御、アクセス制御リスト、機能テーブル）、ファイル信頼性パフォーマンス（永続性、整合性、ログ、トランザクション、シャドウ、整合性チェック）、およびファイルシステム効率パフォーマンス（事前に読んで、磁気アーム、ログ構造ファイルシステム（LFS）の移動距離を減らしてください。

• 第15章タッチディスクの操作
• 第16章ファイルシステム。
• 第17章ファイルシステムの実装
• 第18章ファイルシステムのパフォーマンス

 

 

ディスクの構造

 

ファイルシステム

 

ファイルコンテンツの整理

 

ファイルの実現

 

アクセス制御の実施

 

ファイルシステムの永続性

 

第6章、I / Oの原則

善、悪の教師、悪、善の資源

したがって、コンピュータが本当に役立つ場合は、入力と出力が必要です。オペレーティングシステムはコンピュータのコントローラであるため、もちろん入力と出力も制御する必要があります。この記事では、外界と通信するためのコンピューターの入力および出力メカニズムについて説明します。この記事には1つの章しかありません（第19章）。説明には、入力と出力、入力と出力のハードウェア、物理I / Oモード（独自のチャネルI / O、メモリマップIO、複合I / O）の重要性と目的が含まれます。 、DMA）、入力および出力ソフトウェア、ソフトウェアI / Oモード（プログラム可能なI / O、割り込み駆動型I / O、DMA）、I / Oソフトウェアの階層化、デバイスドライバーなど。

 

 

デバイスコントローラー

 

物理I / Oモード

 

論理I / Oモード

 

第7章、マルチコアの原則

良い言葉は信じない、信仰の言葉は美しくない

この記事では、新しいマルチコアテクノロジーについて説明します。マルチコア環境がオペレーティングシステムに与える影響に焦点を当てます。記事全体には、第20章と第21章の2つの章が含まれています。第20章には、マルチコアプロセッサ構造（ハイパースレッド構造、マルチコア構造、マルチコアハイパースレッド構造）、マルチコアメモリ構造（UMA、NUMA、COMA、NORMA）、対称マルチコアプロセッサコンピュータの起動プロセス、および相互通信、SMPキャッシュの一貫性など。第21章には、マルチコアプロセス同期、マルチコア環境でのソフトウェア同期プリミティブ、スピンロックとその実装、キュースピンロック、マルチコア環境でのプロセススケジューリング、マルチコア環境でのエネルギー管理、およびマルチコアシステムパフォーマンスが含まれます。

• 第20章マルチコアアーキテクチャとメモリ
• 第21章マルチコア環境でのプロセスの同期とスケジューリング

 

 

マルチプロセッサ構造

 

マルチコア構造

 

SMPキャッシュの一貫性

 

第8章、オペレーティングシステムの設計

貧しい人をたくさん聞く場合は、真ん中に置いてはいけません

この記事では、高レベルの建物の観点から、オペレーティングシステム設計の10の哲学的原則について説明します。明らかに、多くのオペレーティングシステムの設計原則があり、この記事では10の非常に重要なものだけを選択します。第22章では、オペレーティングシステムと人間社会の2つのレベルから、これらの10の原則について説明および比較します。これにより、読者は、オペレーティングシステムが人間社会をコンピュータに反映していることをより明確に理解し、人間社会の運用を理解できます。システムの操作。この記事を読んだ後、読者は他の設計原則とマイニングオペレーティングシステムの原則を発見することができます。

オペレーティングシステム設計の最初の哲学的原則：階層アーキテクチャ

 

哲学的原則：シンプルは美しい-シンプルさを求め、永遠に戻る

 

フルバージョンについては、記事の最後を参照してください

2番目のオペレーティングシステムに関する注意

 

 

内容は非常に多く、わずかにΣ（°△°|||）︴................................... ...................。

 

プロセスとスレッド

 

 

プロセス間通信

 

スケジューリング

 

羊

 

 

メモリの抽象化なし

 

アドレススペースの概念

 

ファイルシステム

 

 

フリースペースブロック

 

 

ファイルシステムの管理と最適化

物理ダンプと論理ダンプ

 

ファイルシステムの一貫性

 

I / O

 

 

I / Oデバイス

 

I / O階層

 

プレート

 

よくあるインタビューの質問

 

省略..............................................................................................

オペレーティングシステムについて知っておく必要のある用語

 

（内容が多すぎるため、Σ（°△°|||）︴は表示しません）

これらの2つの[オペレーティングシステムノート]ドキュメントは、それぞれ400ページ以上と300ページ以上です。フルバージョンが必要な場合は、次の方法で入手できます。！

がっかりしないでください、

失望は私たちを老化させます、

私たちはまだ若いうちに、

見上げて、星を数えましょう。

多分私たちは数えることができます。

たぶん私たちは真実を見ることができます：

多分私たちは希望を見つけることができます...