第一章操作系统概述.ppt

Linux 内核分析 曾令明 zlm@ 课件下载密码：2003 学习内容 Linux的进程管理、内存管理、中断和异常、系统调用、内核中的同步、文件系统、设备驱动等。 先导课 计算机组成原理、操作系统、C语言、汇编语言 数据结构、程序设计基础 学习目的 通过分析Linux内核，加深对操作系统原理的理解 熟悉linux系统，为今后从事linux系统开发和应用开发打下基础 提高专业素养、锻炼实践能力和系统分析能力 学习编程高手们的编程技巧，提高自己的编程水平 还可以学到很多计算机底层知识，如系统的引导和中断机制等 学习方法 弄懂源码的文件组织形式 以程序流程为线索，一线串珠 系统的初始化过程；应用程序的执行流程 以数据结构为基点，触类旁通 数据结构体现整个系统的构架，如把进程控制块分析清楚了，就对整个进程有了基本的把握 以功能为中心，各个击破 使用源码阅读器和交叉参考网站 Source Insight /lxr/http/crossref.html http://lxr.linux.no/source/ 学习形式 授课/讨论 上机试验 自学和小组交流 考核形式 上课考勤 上机 期末论文 参考书目 Linux内核设计与实现, 第二版 译者 陈莉君 机械工业出版社 2006-1-1 深入理解linux内核, 第二版 译者 陈莉君 中国电力出版社 2004-6 操作系统是其它所有用户程序运行的基础。 1990年秋天，Linus在芬兰首都赫尔辛基大学学习操作系统课程，因为上机需要排队等待，Linus买了台PC机，开发了第一个程序，程序包括两个进程，分别向屏幕上写字母A和B，然后用定时器来切换进程。 此外，Linus需要终端仿真程序来存取Usenet新闻组的内容，于是他写了从调制解调器上接发信息的程序以及显示器、键盘和调制解调器的驱动程序。 然后还写了磁盘驱动程序，文件系统。一旦有了进程切换、文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原型，或者至少是它的一个内核。Linux就以这样极其古怪但也极其自然的方式问世。 Linux得以流行的原因之一 －遵循POSIX标准 POSIX 表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface） POSIX是在Unix标准化过程中出现的产物。 POSIX 1003.1标准定义了一个最小的Unix操作系统接口 任何操作系统只有符合这一标准，才有可能运行Unix程序 Linux的肥沃土壤－GNU GNU 是 GNU Is Not Unix 的递归缩写，是自由软件基金会的一个项目 。 GNU 项目产品包括 emacs 编辑器、著名的 GNU C 和 Gcc编译器等，这些软件叫做GNU软件。 GNU 软件和派生工作均适用 GNU 通用公共许可证，即 GPL（General Public License ） Linux的开发使用了众多的GUN工具 GPL－开源软件的法律 GPL 允许软件作者拥有软件版权 但GPL规定授予其他任何人以合法复制、发行和修改软件的权利。 Linux系统或发布版 符合 POSIX 标准的操作系统内核、 Shell 和外围工具。 C 语言编译器和其他开发工具及函数库 X Window 窗口系统 各种应用软件，包括字处理软件、图象处理软件等。 开放与协作的开发模式 世界各地软件爱好者集体智慧的结晶 提供源代码，遵守GPL。 经历了各种各样的测试与考验，软件的稳定性好。 开发人员凭兴趣去开发，热情高，具有创造性。 Linux内核 Linus领导下的开发小组开发出的系统内核 是所有Linux 发布版本的核心 内核开发人员一般在百人以上，任何自由程序员都可以提交自己的修改工作。 采用邮件列表来进行项目管理、交流、错误报告 有大量的用户进行测试，正式发布的代码质量高 整个系统的核心－内核 硬件 系统调用接口 应用 程序进程1 应用 程序进程2 应用 程序进程3 Linux内核 用户进程 内核子系统 系统调用 整个系统的核心－内核 用户进程—运行在Linux内核之上的一个庞大软件集合。 系统调用—内核的出口，用户程序通过它使用内核提供的功能。 Linux内核—操作系统的灵魂，负责管理磁盘上的文件、内存，负责启动并运行程序，负责从网络上接收和发送数据包等等。 硬件—包括了Linux安装时需要的所有可能的物理设备。例如，CPU、 内存、硬盘、网络硬件等等。 内核子系统 内核子系统 进程调度－控制着进程对CPU的访问。 内存管理－允许多个进程安全地共享主内存区域 虚拟文件系统－隐藏各种不同硬件