2将作业系统核心载入记忆体.PPT

* Operating System Concepts作業系統原理 著者 ABRAHAM SILBERSCHATZ PETER BAER GALVIN GREG GAGNE * 第一篇 總論 (Overview) 作業系統 (Operating system) 是介於使用者與電腦硬體之間的管理軟體。 目的在於提供使用者—便利有效的執行程式環境。 * CHAPTER 1 概說 (Introduction) 1.1 什麼是作業系統 1.2 電腦系統組織 1.3 電腦系統架構 1.4 電腦系統結構 1.5 作業系統的操作 1.6 行程管理 1.7 主記憶體管理 1.8 儲存體管理 1.9 保護與必威体育官网网址 1.10 特殊用途系統 1.11 計算環境 * 1.1 什麼是作業系統? 一個電腦系統分成四個單元：硬體(Hardware)、作業系統(Operating System)、應用程式(Application Program)、使用者(User)。 CPU (Central Processing Unit)、 記憶體(Memory)、輸入/輸出裝置(I/O) * 1.1.1 使用者觀點 資源(軟硬體)容易使用(ease of use)、有效分享發揮資源(resource utilization) 1.1.2 系統觀點 資源分配者(resource allocator) ; 控制程式(control program) CPU時間、記憶體空間、檔案儲存空間、 I/O裝置 1.1.3 定義作業系統 一個在電腦內部隨時都在執行的程式(核心 Kernel)(系統程式 AP) * 1.2 電腦系統組織 1.2.1 電腦系統操作(起動Startup) 近代電腦系統包含單一或多個CPU和一些裝置控制器。經由公用Bus(匯流排)存取共用記憶體。 * 1.2 電腦系統組織 1.2.1 電腦系統操作(起動Startup) 1.靴帶式程式(bootstrap program)存於唯讀記憶體(ROM: Read-only Memory)或可消除式唯讀記憶體(EEPROM: Electrically Erasable Programmable ROM)[通常稱為韌體firmware] 。 2.將作業系統核心載入記憶體。3.執行第一個行程(init)。 4.協調事件之中斷(interrupt)，硬體可以在任何時間藉由送給 CPU 一個信號觸發中斷。軟體可以藉由執行一項特殊的系統呼叫(system call，也叫做 monitor call) 觸發中斷。 Process: 行程、處理 * 1.2.2 儲存體結構 任何要被執行的程式都必須儲存在可複寫記憶體，稱之為主記憶體 [又叫做隨機存取記憶體 ( random-access memory，或 RAM )] 。以動態隨機存取記憶體(DRAM: Dynamic RAM)的半導體技術製作而成。 load 指令從主記憶體搬移一個字元組(Byte)到 CPU 內部的暫存器，而 store 指令則是搬移暫存器的內容到主記憶體。 大部份電腦系統提供輔助記憶體 ( secondary storage) 做為主記憶體的延伸。輔助記憶體的主要要求是能夠永久保存大量的資料。 不同儲存系統間的主要差別是︰速度、價格、大小和揮發性(Volatile)。揮發性：Power Off Data Lose 裝置快取記憶體(Cache)可以改善因為兩種元件之間的存取時間或傳輸速率差別所造成的性能差別。 雲端系統是否需要為主記憶體或輔助記憶體？ * 1.2.2 儲存體結構 價格 低 速度 慢 * 1.2.3 I/O 結構 DMA: Direct Memory Access (Device與記憶體直接存取) Device SCSI: Small Computer Systems Interface Device Driver: (用在處理大量資料) (用在處理 小量資料) * 1.3 電腦系統架構 1.3.1 單一處理器系統 僅有一個一般處理器執行使用者的處理行程之系統。 1.3.2 多處理器系統(Multiprocessor System) – 平行系統(parallel) 擁有一個以上的處理器，共同使用匯流排、時脈、記憶體、周邊裝置。 使用多處理器系統有三個優點:1. 增加產量 2.經濟度量(共用周邊設備) 3. 增加可信度(容錯性: Fault Tolerant)。 目前有兩種類別：1. 非對稱多元處理(asymmetric multiprocessing)-主處理器會指定每個處理器不同之任務，有主從關係 2.對稱多元處理(symmetric multiprocessing, SMP