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第4章 鲲鹏openEuler操作系统

4.1鲲鹏软件生态4.2操作系统与openEuler4.3openEuler基础操作学习要点

4.1.1 ARM服务器与授权体系复杂指令集计算机早期的CPU全部是CISC体系结构，其设计目的是用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。这种结构会提高CPU的复杂性和对CPU工艺的要求，但对于编译器的开发十分有利。精简指令集计算机RISC体系结构要求软件来指定各个操作步骤。这种架构可以降低CPU的复杂性，同时允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU，但对于编译器的设计有更高要求。对比项复杂指令集计算机精简指令集计算机指令系统复杂精简存储器操作控制指令多控制简单程序编程效率高需要大内存空间，不易设计CPU芯片电路功能强、面积大、能耗高面积小、能耗低设计周期长短应用范围通用机专用机

4.1.1 ARM服务器与授权体系ARM架构能支持16位、32位、64位多种指令集，能很好地兼容从IoT、终端到云端的各类应用场景采用精简指令集的ARM架构，有着占用芯片面积小、能耗低、集成度更高的特点ARM架构的指令集还具有指令长度固定，寻址方式灵活、简单，执行效率高的特点ARM架构的CPU核数通常较多，具备更好的并发性能对于复杂运算，RISC需要通过多条指令组合完成，因此这类应用的处理效率偏低，从而导致应用生态与CISC架构有着一定的差距。

4.1.1 ARM服务器与授权体系ARM包含3种含义：一家公司、一种技术和一类微处理器。ARM公司授权体系包括架构/指令集授权、处理器授权和处理器优化包（ProcessorOptimizationPack，POP）授权。其中，架构/指令集授权可以使用户按照所授权的架构和指令集（如ARMv8）自行编写代码、设计芯片。ARM目前在全球拥有大约1000个授权合作、320家伙伴，但是购买架构/指令集授权的厂家不超过20家，我国华为、飞腾和华芯通（高通）获得了架构/指令集授权。华为的鲲鹏处理器就是基于ARM架构设计并制造的。目前，使用ARM架构生产的芯片有鲲鹏920等。使用ARM处理器的服务器称为ARM服务器，目前华为主要的ARM服务器有TaiShan200服务器。

4.1.2 鲲鹏通用计算平台软件生态在鲲鹏开源基础软件中，openEuler操作系统吸引全球开源贡献者共同构建一个创新、有活力的操作系统平台，为其他应用提供高效、稳定的操作系统环境。openGauss数据库采用木兰宽松许可证v2发行，深度融合华为在数据库领域多年的经验，结合企业级场景需求，持续构建领域内的竞争力特性。openGauss数据库具有以下特点。高性能高安全全开放易运维openLooKeng数据虚拟化引擎提供统一SQL接口，具备跨云数据源/数据中心分析能力，以及面向交互式、批、流等融合查询能力。openLooKeng数据虚拟化引擎增强了前置调度、跨源索引、动态过滤、跨源协同、水平拓展等能力，具有以下重要特点。极简的数据分析体验灵活、易扩展高可靠性

4.1.2 鲲鹏通用计算平台软件生态大数据场景在大数据场景中，鲲鹏多核高并发架构能够有效匹配大数据负载应用特征，提高大数据应用任务并发度，以获得更好的处理性能。分布式存储场景ARM原生场景数据库场景云平台在分布式存储场景中，鲲鹏多核高并发架构天然适配分布式存储软件，通过将软件管理平面与数据平面分别绑定至足够多的CPU核心上，能够避免相互干扰，使资源匹配更精准、合理，提供高效的存算分离服务。在ARM原生场景中，目前移动端超过90%的应用基于ARM架构原生开发，鲲鹏处理器具备端云同构优势，与原生应用100%兼容，可提供更高的上云效率。在数据库场景中，通过软硬件协同优化提升效率。例如，应用RoCE和NUMA技术缩短CPU访问外部网络与内存的路径，通过多核调度算法管理高并发访问时CPU内核之间的协同问题，提升系统性能。在云平台方面，结合鲲鹏多核结构特点，在虚拟化层面通过对多核调度进行优化，大幅降低虚拟化软件的CPU访问时延，降低业务对CPU的占用率，从而提升云服务整体性能。

4.1鲲鹏软件生态4.2操作系统与openEuler4.3openEuler基础操作学习要点

4.2.1 操作系统的基本概念操作系统的发展历程手动操作系统通过手动的方式，管理硬件与程序之间的交互。准确地说，这个阶段没有具体的操作系统的概念，数据存放在纸带或者卡片上，并且程序执行是串行的，一个程序执行完成后，才能执行下一个程序。批处理操作系统多道程序操作系统分时操作系统实时操作系统在“批处理操作系统时代”，机器不是通过程序员去操作的，而是由操作员对任务进行组合，形成一个执行序列，再交给计算机进行批量处理，这种方式称为联机批处理。但是在程序I/O过程中，CPU处于停滞等待状态，