深大《操作系》Chapter1.ppt

Unix族谱 UNIX的商标权由国际开放标准组织（The Open Group）所拥有 Xen是MS和SCO合作的，后来UNIX命名放松管制后改称为SCO UNIX System V是ATT III是第一个商业版本 两大支流ATT BSD,以及后来的sun，更后来的Linux AIX是IBM的 Sun从BSD开始，后来转向System V * Linux是多任务多用户，用于各行各业，强调Android也是Linux 源于linus，得益于stallman的GNU，互联网助力成功 * 逐步发展，起因、雏形、互联网开发、实用96年、98商业化、中国红旗、病毒、接替UNIX * 基本特征，并发/共享/虚拟/异步 这些特征与我们实现目标有关系，更明确地引出操作系统设计、编码实现的要求 目标的有效和方便-历史主要体现效率上-特征将引出编码所面临的问题 * 先PPT并发性 多个程序代码在内存中，如何轮流跳转？只有代码的话管理信息足够吗-中断地址在哪里？寄存器值的问题？处理器状态问题等，内存隔离问题？ 比喻：发动机是汽车的最主要部分，但是发动机不是汽车，还需要其他辅助部件。代码数据是进程的最核心部分，但还需要其他辅助。 * 1单CPU（下面cpu1），进程轮流执行隔离较好，线程轮流执行的共享变量；系统调用和中断之间 2 双CPU，并发程度更高 但是无论如何用户态代码和内核态代码的并发不会引起问题。 ? 由于并发性的因素，OS管理的环境是很复杂的 引出并发问题：以多人作菜为例。单灶，双灶（空间仍是厨房内，空间互相干扰） * 光并发，无共享问题好多了——一起做菜各自用各自的锅就没问题 所以“并发+共享”是问题复杂化的原因，但是处于效率的目的不能绕过。 共享与互斥例子：图书馆入口时互斥共享，每次刷卡一个人；进去里面看书是共享访问；具体到一本书的阅读，又是互斥访问。 * 因并发又共享，因此需要大量的虚拟化技术 有并发和共享，所以需要大量虚拟化 时分复用：进程——〉处理器虚拟化，终端-〉设备虚拟化 空分：内存、磁盘 * 因效率-并发-共享和异步-虚拟，不在是写单一串行程序的心态和认识。 P1-P2轮流执行就和轮流炒菜一样会出问题，简单提问如何保护看同学如何回答？ 这些基本特征，在学完本课之后，你再问问自己的认识和体会 * 为了给多道程序提供良好的运行环境，高效方便地运行， 在并发/共享/虚拟/异步特性下，最大程度提高利用率和效率 ——需要多用户并发使用资源的仲裁协调管理者，具体完成：四大管理功能 如何计算用户的任务，那是应用程序的事情。 * 进程——不光是程序代码，还有管理数据结构等，同一个helloworld运行两次就是两个不同进程 控制：光是你的用户代码和数据，不足以形成进程。就如光是一个人不足以成为社会人，还有很多“证”和其他物质和知识 ? 同步：某进程明确提出先后关系，或者某资源需要互斥，此时需要内核提供保证。 * 通信：用户进程要求与制定的进程共享数据，其他进程不得干扰，需要OS支持 调度：怎么占用CPU，需要OS协调。恶意进程可以全占CPU吗？ * 分配使用、保护（int 13修改）、地址映射、内存扩充（比喻小公司办公场所） * 缓冲区管理的目的是为了匹配速度 设备分配要解决共享使用和避免死锁现象 设备处理是具体操作的过程 * 空间管理：所有盘上空间怎么分配使用+单个文件使用盘块情况+管理信息使用情况 目录管理：形成层次结构，云存储对象存储可以没有目录结构 * 读写管理中的目录查找、数据获取及优化、缓存 文件保护：所有权、访问权限和模式 * ----- * 四大管理容易让读者以为OS就只有被调用的代码，实际上还有后台自主运行的代码 * 时空模型需要指出，操作系统在系统调用返回前、中断返回前找时机运行 os与应用程序交织运行，但是仅占用很小一部分时间。 * 众核处理器操作系统，不能采用传统结构，必须使用客户服务模式 * 抽象接口——选择？模糊还是清晰的细节 * * 抽象接口——选择？模糊还是清晰的细节 * Manycore系统/numascale系统 * Mainframe上的TSS/360太过庞大太低效，于是出现了CP/CMS后来改名为VM/370 * Intel在用户态执行某些特权指令会被直接忽略，而不是引起trap(popf)，所以无法直接运行Type 1虚拟机。 在x86 硬件上的Type 2 虚拟机中可以1）逐段翻译(二进制翻译)这些特权指令为超级调用；2）修改操作系统内核（半虚拟化） Type1能成功的要求是所有敏感指令都属于特权指令，会引起trap * 1.5.5 Virtual Machines VM/370 Essence of time sharing: