感觉在学习Android系统的过程中，越来越发现自己的计算机相关基础比较薄弱。新开一个篇章记录学习操作系统，纸上得来终觉浅，还是需要不断学习。

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操作系统系列文章

操作系统学习笔记 1概述

1.1课程内容

基本概念及原理
操作系统介绍
中断及系统调用
内存管理
进程及线程
调度
同步
文件系统
I/O 子系统

通过在uCore操作系统上做实验

https://github.com/chyyuu/os_course_info

https://github.com/yusong-shen/mooc_os_lab

操作系统实验

实验0：准备
实验1：系统启动及中断
实验2：物理内存管理
实验3：虚拟内存管理
实验4：内核线程管理
实验5：用户进程管理
实验6：CPU调度
实验7：同步与互斥
实验8：文件系统

1.2什么是操作系统

从用户角度上，操作系统是一种控制软件
管理应用程序
为应用程序提供服务
杀死应用程序
资源管理
管理外设、分配资源

1.2.1操作系统架构层次

在于硬件之上，在应用程序之下。

操作系统位于应用软件之下（办公软件或者是视频播放软件），为应用软件提供服务支撑。

LInux、WIndows、Android界面属于shell，而不是内核（Kernel），内核使我们的研究重点，在shell之下。

1.2.2硬件资源最主要的三大块

CPU，内存，磁盘。

其他还有，声卡，网卡，显卡

1.2.3操作系统内部组件

CPU调度器
物理内存管理
虚拟内存管理
文件系统管理
中断处理与设备驱动

1.2.4OS Kernel特征

并发

计算机系统中存在多个运行的程序，需要OS管理和调度

共享

“同时"访问，互斥共享

虚拟

利用多道程序设计技术，让每个用户都觉得有一个计算机专门为他服务

异步

程序的执行不是一贯到底，而是走走停停，向前推荐的速度不可预知。但只要运行环境相同，OS需要保证程序运行的结果也要相同。

并行是一个人边看书边听音乐，并发是一个人先看书，在听音乐，两件事不能同时

1.3为什么要学习操作做系统

结合许多不同的课程：程序设计语言，数据结构，算法，计算机体系结构，材料，操作系统概念和原理，源代码，技能，操作系统的设计和实现。

虽然目前已经有喝多操作系统，windows，linux。但是操作系统还在不停地发展，在工控等各种领域有强烈的需求。操作系统很酷，很有用，有挑战。

1.3.1操作系统：计算机科学研究的基石

计算机系统的基本组成部分
有硬件的发展和应用需求所驱动
学术和工业的持续发展

1.3.2关于操作系统顶级会议

SOSP（每两年，1967…）
USENIX（每两年，1994…）

1.3.3操作系统特点

操作系统很大

windows XP有4500w行，代码量巨大，不可能完全掌握。目标是理解其核心内容。
操作系统管理并发

并发导致有趣的编程挑战
操作系统代码管理原始硬件

时间依赖行为，非法行为，硬件故障
操作系统必须是高效的

低耗CPU、内存、磁盘的
操作系统出错，就意味着机器出错

操作系统必须比用户程序拥有更高的稳定性
操作系统是是系统安全的基础

1.3.4操作系统需要权衡

空间与时间
性能和可预测性
公平和性能

1.3.5硬件方面，操作系统需要

良好的硬件管理
合理的资源分配
例如：硬盘速度跟CPU、内存相差很多，操作系统需要协调处理。

1.4如何学习操作系统

我听到的我会忘记
我看到的我能记住
只有我做过的我才理解

1.5操作系统实例

UNIX BSD（伯克利软件发行版）
Linux家族
Windows家族

1.6操作系统的历史

1.6.1早起计算机使用织带机传输程序和数据

操作系统只起到加载作用

1.6.2CPU等硬件快速发展，计算机速度得到提升，性能未得到充分利用。

1.6.3内存的容量越来越大，CPU执行多个程序

1.6.4为了更好地利用计算机资源，并且更好地和用户交互，出现了分时系统。

1.6.5个人电脑操作系统

1.6.6网络的快速发展，出现了分布式的操作系统

1.6.7松、紧耦合系统

1.7操作系统的结构

1.7.1比如有分层的结构

1.7.2比如用于实验的uCore操作系统

1.7.3学术界存在另一种更加极端的架构，“外核”

1.7.4VMM，跑在传统的OS之下

VMM将单独的机器接口转换成很多的幻象，每个这些接口（虚拟机）是一个原始计算机系统的有效副本，并完成所有的处理器的指令。

无虚拟机和虚拟机区别

1.8小结

主要包括什么是操作系统，为什么学习操作系统，如何学习操作系统，操作系统实例，操作系统的演变，操作系统结构。