操作系统之哲学原理3----操作系统基本概念

“差不多”精神

数学是一门严谨的学科，以精确为追求。

软件没有精确可言，是十足的“差不多”学科。没有对错，只有好坏。无法精确计算可靠性、健壮性、成本、算法强弱，只能估算。

计算机硬件基础知识

总体看：

        所有设备通过一条总线连接起来，通过总线实现控制、通信。

流水线：

        将指令的执行过程拆分为多个步骤，就行工厂里制造一个产品的流水线。

        指令读取->指令译码->读操作数->指令执行->写结果

多道程序：

        一次加载多个程序进内存，多个程序都处于运行过程中。

        CPU以某种策略在多个程序中调度执行。

计算机的存储机构：

        寄存器->缓存->主存（内存）->磁盘（硬盘）

        越往后速度越慢、成本越低，容量越大。

中断：

        CPU提供的让其它设备打断当前执行流程的机制。

抽象

操作系统提供的是一种抽象。

抽象来源于具体，又超越具体。

操作系统提供的抽象来源于计算机硬件，但给人和应用软件感觉到更多、更好的硬件。

用户态、内核态

根据工作不同，程序拥有的权限和资源是不同的。

用户态、内核态，实际是处理器状态，由处理器的状态寄存器的一个状态位确定。

访问资源时，要经过地址翻译，在翻译过程中进行权限检查。

操作系统的结构

模块化：

        操作系统由多个功能块组成，每个块提供接口，多个块相互调用功能。

        问题：功能块间关系复杂；容易造成死锁。

层级结构：

        参考人类社会层次关系

        操作系统的各个功能，分上下层级，上层调用下层的服务。

        问题：大量功能都在内核态实现，提供了大量的攻击面。

微内核：

        只将操作系统最核心的功能放到内核态，减少攻击面。

        将大量功能移动到用户态。

系统调用

操作系统通过系统调用为其它程序提供服务。

系统调用分类：

        进程管理类

        文件管理类

        设备管理类

        内存管理类

        信息维护类

        通信类

系统调用三个阶段：

        参数准备

        系统调用分发

        系统调用执行

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