操作系统原理（1）

作者：瀚高PG实验室 （Highgo PG Lab）
OS:本身就是一层虚拟机。

OS将操作系统底层硬件抽象成了（virtual machine）

• 计算机基本体系结构

核心五大部件:

CPU :运算器，控制器，寄存器 三大核心部件。

    运算器：运算功能，逻辑运算
    控制器：控制指令与数据的存取过程 PS：程序=指令+数据
    寄存器：比如存放中间运算结果，会经常被刷新。

RAM ：一个字节是一个存储单元，叫cell。

  CPU必须有寻址的能力，内存里这些cell会被按照16进制进行排序。
  
  那么CPU是如何寻址呢？通过一个芯片： North Bridge ：北桥，通过该芯片，进行电路关联。
  
  
  32bit 64bit 32条电路 64条电路。
  
  32位和64位的区别：
  
        32位最多能代表2^32种组合，即4个G，即最多找到4G个存储单元。
        64位 存储 海量内存了。
      
  这就是寻址。
  
  除了寻址，还需要读取内存数据。
  
  CPU的线路是复用的，加一些控制位。
  
  PAE：物理地址扩展， physical address extension ：32bit，+4bit =-=
  
  Redhat OS 内核也得支持PAE技术。（如rhel5就算使用了PAE=，也不支持64G内存。rhel6已经不使用pae了）
 
  内核也需要内存。
  
  这就意味着，对于某些单进程服务，再大内存也没有意义。
        
  比如mysql，它就是单进程，多线程模型，而mysql本身在实现数据处理的时候，本身依赖于更大内存。
  
  单线程服务的话，只能依赖一个cpu，这就意味着可使用的内存大大减少。32位较明显，64位除外。
  
  比起CPU本身的时钟频率，1666内存慢得多。更加上CPU是多核的。
  
  两者速度不匹配，提供缓存可以有效提高速度。
  
  提供这种机制的前提是什么？

  将热区的数据缓存起来，用的最多的数据保存在缓存中。
  
  如果缓存中数据已经满了，可以通过采取某种置换策略，将这些数据置换出去，如LRU 最近最少使算法，还有如 mrru-
  
  程序局部性：空间局部性，时间局部性。
  
  空间局部性：
  
  所以所有的缓存在加载数据的时候，会一并将其附近的数据加载进缓存。
  
  时间局部性：
  
  一段数据被访问一次，很快时间又会被访问。
  
  如果你在编程的时候， 利用这种原理，可以使得应用运行的更加快。
 
  CPU正是引用了缓存机制，使得这种差异得到了弥补。