操作系统做了什么

本文内容：

1.helloworld.c 的运行过程中，计算机操作系统做了什么？

2.操作系统的主要工作

1.先看个hello world例子：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
puts("hello world");
return 0;
}

1. 用户告诉操作系统执行helloworld 程序( 如何告知 ？)
2. 操作系统：找到helloworld 程序的相关信息， 检查其 类型是否是可执行文件；并通过程序首部信息，确定代码 和 数据在可执行文件中的位置并计算出对应的磁盘块 地址（ 文件格式？）
3. 操作系统： 创建 一个新 的进程，并将helloworld可执行文件映射到该进程结构，表示由该进程执行helloworld 程序（之后的调度流程？）
4. 操作系统：为helloworld 程序设置CPU 上下文环境，并跳到程序 开始 处（ 假设调度程序选中hello 程序）
5. 执行helloworld 程序 的 第一 条 指令，由于此时代码数据还没有调入内存，发生 缺页异常
6. 操作系统：分配 一 页物理内存 ，并将代码从磁盘 读入内存，然后继续执行helloworld 程序
7. helloworld 程序执行puts 函数（ 系统调用 ），在显示器上写 一字符串
8. 操作系统：找到要将字符串送往的显示设备，通常设备是由 一个进程 控制 的 ，所以，操作系统将要写的字符串送给该进程
9. 操作系统：控制设备的 进程告诉设备的窗口系统它要显示 字符串，窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成 像素， 将像素写入设备的存储 映像区
10. 视频硬件将 像素转换成显示器可接收的一组控制/数据信号
11. 显示器解释信号，激发液晶屏
12. OK ！！！我们 在屏幕上 看到了“hello world”

2.操作系统的主要工作：

1. 程序的执行：启动程序 、执行程序以及程序结束的工作
2.  完成个性的工作（与硬件有关）
3.  完成共性的工作：易于使用，基本服务，统一性
4.  性能、安全、健壮性等问题

看完下边的2.1再来理解这4点工作就容易多了

2.1操作系统所处位置：

思考：假如没有操作系统，怎样将目标代码送给硬件？怎样输出打印结果？
→ 人们将对二进制程序操作 从二极发光管读答案

例如：实现代码中 包含存储器的物理地址 ，或者 包含对设备接口寄存器和设备接口缓冲区的读写 等等
实现该工作的过程代码和硬件因素密切相关，即需要设置与测试、使用物理地址、设备接寄存器等等
硬件相关必然复杂繁琐、代码量大；硬件相关的工作，其实现代码不通用（缺陷）

例子：有两个要求，哪一个更简单易实现？
从文件读数据块 和 移动磁头、等待放下

共性：任何一个程序都需要的、最基本的工作，它们具有共性、工作过程相同、与具体应用无直接关系（即与用户所关心的应用目标无直接关系）

理解了上述的缺陷和共性，操作系统的作用和工作就呼之欲出了。缺陷-作用，共性-工作（部分）。

操作系统是应用软件与现实硬件之间的软件，如图：

参考资料：

陈老师的操作系统高级课程课件