计算机操作系统实战(每日更新)

2022年9月22日:开始时间
代码下载:https://gitee.com/liu-jun8/cosmos.git
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课程设置

操作系统是所有软件的基础,所有上层软件都要依赖于操作系统提供的各种机制,才能运行。

  • 内存管理部门、进程管理部门、I/O 管理部门、文件管理部门、通信管理部门
课程内容
操作系统核心子部门
操作系统的层次

Hello world.c程序编译过程

#include "stdio.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
  printf("Hello World!\n");
  return 0;
}
程序编译过程

其实,我们也可以手动控制以上这个编译流程,从而留下中间文件方便研究:
gcc HelloWorld.c -E -o HelloWorld.i 预处理:加入头文件,替换宏。
gcc HelloWorld.c -S -c -o HelloWorld.s 编译:包含预处理,将 C 程序转换成汇编程序。
gcc HelloWorld.c -c -o HelloWorld.o 汇编:包含预处理和编译,将汇编程序转换成可链接的二进制程序。
gcc HelloWorld.c -o HelloWorld 链接:包含以上所有操作,将可链接的二进制程序和其它别的库链接在一起,形成可执行的程序文件。

程序装载执行

计算机必须具备五大基本组成部件:装载数据和程序的输入设备;记住程序和数据的存储器;完成数据加工处理的运算器;控制程序执行的控制器;显示处理结果的输出设备。
我们可以通过 gcc -c -S HelloWorld 得到(只能得到其汇编代码,而不能得到二进制数据)。我们用 objdump -d HelloWorld 程序,得到 /lesson01/HelloWorld.dump,其中有很多库代码(只需关注 main 函数相关的代码),如下图:

以上图中,分成四列:第一列为地址;第二列为十六进制,表示真正装入机器中的代码数据;第三列是对应的汇编代码;第四列是相关代码的注释。这是 x86_64 体系的代码,由此可以看出 x86 CPU 是变长指令集。

将Hello World程序装入到计算机中

现代电子计算机正是通过内存中的信息(指令和数据)做出相应的操作,并通过内存地址的变化,达到程序读取数据,控制程序流程(顺序、跳转对应该图灵机的读头来回移动)的功能。

计算机资源组成

  1. 总线,负责连接各种其它设备,是其它设备工作的基础。
    2.CPU,即中央处理器,负责执行程序和处理数据运算。
  2. 内存,负责储存运行时的代码和数据。
  3. 硬盘,负责长久储存用户文件数据。
  4. 网卡,负责计算机与计算机之间的通信。
  5. 显卡,负责显示工作。
  6. 各种 I/O 设备,如显示器,打印机,键盘,鼠标等。

硬件厂商需要管理和控制这些硬件就要编写对应的代码,通常这样的代码我们称之为驱动程序

金句摘抄
“保持中立,务实求真,对比之下,方见真章。”

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