SMP:一种通过复用处理器提高程序执行并行性的方式. 根据SMP,计算机系统可以分为以下四类: 单指令单数据流(SISD):一个单处理器执行一个单指令流,对保存在一个存储器中的数据进程进行操作. 单指令多数据流(SIMD):一个机器指令控制多个处理部件步伐一致的同时执行.每个处理部件都有一个相关的数据处理空间,因此,每条指令由不同的处理器在不同 的数据集合上执行. 多指令单数据流(MISD):一系列数据被传送到一组处理器上,每个处理器执行不同的指令序列. 多指令多数据流(MIMD):一组处理器同…

操作系统学习笔记----进程/线程模型----Coursera课程笔记 进程/线程模型 0. 概述 0.1 进程模型 多道程序设计 进程的概念.进程控制块 进程状态及转换.进程队列 进程控制----进程创建.撤销.阻塞.唤醒.... 0.2 线程模型 为什么引入线程 线程的组成 线程机制的实现 用户级线程.核心级线程.混合方式 1. 进程的基本概念 1.1 多道程序设计 允许多个程序同时进入内存运行,目的是为了提高CPU系统效率 1.2 并发环境与并发程序 并发环境: 一段时间间隔内,单处理器上…

参考极客时间专栏<趣谈Linux操作系统>学习笔记 核心原理篇:内存管理 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十讲 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十一讲 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十四讲 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十五讲 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十六讲 核心原理篇:文件系统 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十八讲 趣谈Linux操作系统学习笔记:第二十九讲…

在上一部分中,我们了解到操作系统实现多进程图像需要组织.切换.考虑进程之间的影响,组织就是用PCB的队列实现,用到了一些简单的数据结构知识.而本部分重点就是进程之间的切换. 参考资料: 课程:哈工大操作系统(本部分对应 L10 && L11 && L12) 实验:操作系统原理与实践_Linux - 蓝桥云课 (lanqiao.cn) 笔记:操作系统学习导引 · 语雀 (yuque.com) 这一部分比较难,一难在理解,二难在实现,其中L12是最难的,反复看了很多遍.之后需要…

ucos另一种任务间通信的机制是消息(mbox),个人感觉是它是queue中只有一个信息的特殊情况,从代码中可以很清楚的看到,因为之前有关于queue的学习笔记,所以一并讲一下mbox.为什么有了queue机制还要用mbox呢,只要设置queue的msg只有一个不就行了?其实很简单,就是为了节约资源,因为使用queue的话需要专门描述queue的机构体os_q,同时需要分配一段内存用来存放msg,而如果直接使用mbox机制的话,就好多了,节约..... 首先从mbox的创建开始,mbox创建的函…

使用ucos实时操作系统是在上学的时候,导师科研项目中.那时候就是网上找到操作系统移植教程以及应用教程依葫芦画瓢,功能实现也就罢了,没有很深入的去研究过这个东西.后来工作了,闲来无聊就研究了一下这个只有几千行代码的操作系统,也没所有的代码都看,只是看了其中部分内容.自己还自不量力的尝试着去写过简单的操作系统,最后写着写着就被带到了ucos的设计思路上了,后来干脆就“copy”代码了,虽说对操作系统内核的理解有很大的帮助,但是很是惭愧啊,智力不够,对操作系统内核的设计者更加仰慕,O(∩_∩)O哈哈…

由于第四章线程的介绍没有上传视频,故之后看书来补. 最近开始学习操作系统原理这门课程,特将学习笔记整理成技术博客的形式发表,希望能给大家的操作系统学习带来帮助.同时盼望大家能对文章评论,大家一起多多交流,共同进步! 本篇文章大致内容为: 基本概念(Basic Concept) 调度准则(Scheduling Criteria) 调度算法(Scheduling Algorithm) 实时调度(Real-Time Scheduling) 算法评价(Algorithm Evaluation) 基本概念…

CPU调度的目的在于提高CPU利用率,不让CPU闲着.CPU是宝贵的资源,如果有一个进程,本来在CPU中运行,忽然因为要使用IO资源,于是转而请求IO,这边CPU挂起,造成就绪队列中的其他进程等待,这样就造成了浪费. 一.CPU调度算法 1.先到先服务(FCFS) 谁先请求CPU谁先得到服务,一直到服务完.这应该是最简单的调度了.但效率不高,有些只须很短CPU区间的进程也只能死等,会造成平均等待时间较长. 2.最短作业优先(SJF) 最佳调度算法,平均等待时间最小.问题在于,如何知道下一个CPU…

一.lab2物理内存管理介绍 操作系统的一个主要职责是管理硬件资源,并向应用程序提供具有良好抽象的接口来使用这些资源. 而内存作为重要的计算机硬件资源,也必然需要被操作系统统一的管理.最初没有操作系统的情况下,不同的程序通常直接编写物理地址相关的指令.在多道并发程序的运行环境下,这会造成不同程序间由于物理地址的访问冲突,造成数据的相互覆盖,进而出错.崩溃. 现代的操作系统在管理内存时,希望达到两个基本目标:地址保护和地址独立. 地址保护指的是一个程序不能随意的访问另一个程序的空间,而地址独立指的…

操作系统的核心功能就是管理计算机硬件,而CPU就是计算机中最核心的硬件.而通过学习笔记3的简史回顾,操作系统通过多进程图像实现对CPU的管理.所以多进程图像是操作系统的核心图像. 参考资料: 课程:哈工大操作系统(本部分对应 L8 && L9) 实验:操作系统原理与实践_Linux - 蓝桥云课 (lanqiao.cn) 笔记:操作系统学习导引 · 语雀 (yuque.com) 1. 从使用CPU开始直观理解CPU管理 要想管理CPU,就要知道如何使用CPU. CPU的工作原理已经很熟悉:…

从这一部分开始介绍操作系统的设备驱动,操作系统通过文件系统的抽象驱动设备让用户能够使用显示器.键盘等交互工具.并讲解printf和scanf是如何实现敲下键盘将字符显示到屏幕上的. 参考资料: 课程:哈工大操作系统(本部分对应 L26 && L27) 实验:操作系统原理与实践_Linux - 蓝桥云课 (lanqiao.cn) 笔记:先前的参考笔记自此处就没有继续更新了. 这一部分内容整合了前面很多篇笔记的知识,操作系统浓度较高 1. 外设工作原理的主干理解 与 内存管理 的理解过程相似,…

ucos实时操作系统的任务间通信有好多种,本人主要学习了sem, mutex, queue, messagebox这四种.系统内核代码中,这几种任务间通信机制的实现机制相似,接下来记录一下本人对核心代码的学习心得,供以后回来看看,不过比较遗憾的是没有仔细学习扩展代码的功能实现部分.ucos操作系统的内核代码实现相对简单,但是对理解其他操作系统内核相同功能有帮助. ucos的任务间通信机制主要是基于event实现的,其实理解这个event不用翻译成中文事件,就叫event感觉还更容易接收.下面是操…

对于ucos实时操作系统,邵贝贝的那本书已经写得很详细了,我因为之前不深的研究过ucos,所以在这里做一个笔记,写一些个人对该操作系统的理解,仅仅是个人理解,如果有人看到这边随笔有不对的地方,望给我指正.同时,锻炼一下自己组织语言的能力,有时候知道那么个意思,却总也说不出口. ucos内种中有几个人变量比较重要,被贯穿在ucos内核的设计中.这几个变量中有在PCB中的局部变量,也有在整个系统内核设计中的全局变量.下面将分别介绍一下这几个变量. 首先,从OS_PCB中的局部变量讲起,如果去掉OS_…

 一,RTX51 Tiny简单介绍    RTX51 Tiny是一种实时操作系统(RTOS),能够用它来建立多个任务(函数)同一时候运行的应用(从宏观上看是同一时候运行的,但从微观上看,还是独立运行的).嵌入式应用系统常常有这样的需求.RTOS能够提供调度.维护.同步等功能. 系列的微控制器.该RTOS最多支持16个任务,基于RTX51 Tiny构建的应用程序没有main( )函数,是从任务0開始运行的.   RTX51 Tiny的程序用标准的C语言构造,由Keil C51 C编译器编译.用户能…

一.ucore操作系统介绍 操作系统作为一个基础系统软件,对下控制硬件(cpu.内存.磁盘网卡等外设),屏蔽了底层复杂多样的硬件差异:对上则提供封装良好的应用程序接口,简化应用程序开发者的使用难度.站在应用程序开发人员的角度来看,日常开发中常见的各种关于并发.I/O.程序通信的问题等都和操作系统相关,因此一定程度上了解底层的操作系统工作原理是有必要的. 另一方面,由于操作系统自身功能的复杂性,整体设计一般会有一个好的模块化架构:操作系统作为基础服务,对性能效率的要求也很高,底层会用到许多关于数据…

ucos操作系统中的queue机制同样使用了event机制来实现,其实和前面的sem,mutex实现类似,所不同的是对sem而言,任务想获得信号量,对mutex而言,任务想获得的是互斥锁.任务间通信的queue机制则是想获得在queue中的消息,通过队列先进先出的形式存放消息.其实queue中存放的是放消息的内存的地址,通过读取地址可以获得消息的内容. queue机制是有一段循环使用的内存来存放增加的消息,然后从这段内存中读取消息的一个过程.有专门的操作系统queue结构(OS_Q)来描述这段内…

关于Linux详细介绍可以参见:http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/6122513 关于Linux的常用命令可以参见:http://blog.csdn.net/xiaoguaihai/article/details/8705992 [Linux]Linux中常用操作命令 1.Linux操作系统的安装 目前基本上都是基于windows操作系统上的安装,在安装在windows上搞得虚拟机上加载安装Linux系统,主要有CentOS(企业服务用这个比…

h1 { margin-bottom: 0.21cm; }h1.western { font-family: "Liberation Sans",sans-serif; font-size: 18pt; }h1.cjk { font-family: "微软雅黑"; font-size: 18pt; }h1.ctl { font-family: "AR PL UMing CN"; font-size: 18pt; }h2.western { fon…

//系统物理页面是由 (Page Frame Number Database )简称PFN数据库来进行管理,实际上是一个数组,每个物理页面都对应一个PFN项. 进程的地址空间是通过VAD(Virtual Address Destriptor)管理.每个进程都有一个AVL树来保存这些VAD节点,来记录使用的地址以及属性等. 进程的内存地址属性分为保留和提交,保留即是使用时候才实际分配内存,而提交时需要交割对现空间的,需要分配物理页面的,然后将两者关联起来. 我们从NtAllocateVirtual…

页式映射 本系列截图来自网络搜索及以下基本书籍: <Windows内核设计思想> <Windows内核情景分析> <WINDOWS内核原理与实现> 一个32位虚拟地址,该地址其实分为三个部分:页目录表偏移.页表偏移和页偏移.其22-31位表示页目录表偏移,12-21位表示页表偏移,剩下的0-11位表示页面内偏移. 映射过程如下: 以最常见的物理页面为4K规格为例. 首先我们获得一个32位虚拟地址,然后查询CR3寄存器,确认页目录表(PDT)的位置,根据虚拟地址22-31…

计算机两大主要任务:IO操作和计算处理.许多情况下,主要是IO操作,计算处理只是附带的(而操作系统的两大任务是管理物理设备和为应用程序提供一个虚拟机器的抽象).操作系统在IO方面的作用是管理IO操作和IO设备. 一.概述 I/O设备在功能与速度方面存在很大差异,所以需要采用多种方法来控制设备.这些方法形成IO子系统的核心,使得操作系统内核其他部分不必涉及复杂的IO设备管理. IO设备技术呈现两个相矛盾的趋势:一方面,硬件与软件接口日益标准化,有助将设备集成到现有计算机和操作系统,另一方面,IO设…

一.引子 1.计算两方面的原因 2.内存管理机制 二.独享内存空间的原理 1.会议室和物理内存的关系 和会议室一样,内存都被分成一块块儿的,都编号了号,例如3F-10就是三楼十号会议室.内存页有这样一个地址.这个地址是实实在在的地址,通过这个地址我们就能够定位到物理内存地址 2.会产生什么问题呢? 3F-10打开三个相同的程序,都执行到某一步,比方说,打开三个计算机器,用户在这三个程序的界面.上分别输入10.100.1000,如果内存中的这个位置只能保存一个数, 那应该保存那个呢?这不就冲突了吗…

一.小内存的分配基础 1.kmem_cache_alloc_node的作用 通过这段代码可以看出,它调用了kmem_cache_alloc_node函数,在task_struct的缓存区域task_struct分配了一块内存 static struct kmem_cache *task_struct_cachep; task_struct_cachep = kmem_cache_create("task_struct", arch_task_struct_size, align, SL…

一.mmap原理 在虚拟内存空间那一节,我们知道,每一个进程都有一个列表vm_area_struct,指向虚拟地址空间的不同内存块,这个变量名字叫mmap struct mm_struct { struct vm_area_struct *mmap; /* list of VMAs */ ...... } struct vm_area_struct { /* * For areas with an address space and backing store, * linkage into t…

一.内核页表 和用户态页表不同,在系统初始化的时候,我们就要创建内核页表了 我们从内核页表的根swapper_pg_dir开始找线索,在linux-5.1.3/arch/x86/include/asm/pgtable_64.h中就能找到它的定义 extern pud_t level3_kernel_pgt[512]; extern pud_t level3_ident_pgt[512]; extern pmd_t level2_kernel_pgt[512]; extern pmd_t leve…

一.文件系统的功能规划 1.引子 咱们花了这么长的时间,规划了会议室管理系统,这样多个项目执行的时候,隔离性可以得到保证. 但是,会议室里面被回收,会议室里面的资料就丢失了.有一些资料我们希望项目结束也能继续保存, 这就需要一个和项目运行生命周期无关的地方,可以永久保存,并且空间也要比会议室大的多. 2.图书馆和文件系统的故事 3.规划文件系统需要考虑的第一点 4.规划文件系统需要考虑的第二点 5.规划文件系统需要考虑的第三点 6.规划文件系统需要考虑的第四点 1.如何避免一定程度上的命名冲突问…

想讲一下ucos任务间通信中的mutex,感觉其设计挺巧妙,同sem一样使用的是event机制实现的,代码不每一行都分析,因为讲的没邵贝贝老师清楚,主要讲一下mutex的内核是如何实现的.可以理解互斥锁是设置信号量值为1时候的特殊情况,与之不同的地方是互斥锁为了避免优先级反转采用了优先级继承机制,本文主要讲一下互斥锁的创建,pend和post,对应的函数是OSMutexCreate,OSMutexPend,OSMutexPost,当然讲函数也不会所有的扩展功能都讲,只是讲一下主干部分,下面贴出来…

一.分段机制 1.分段机制的原理图 2.段选择子 3.段偏移量 例如,我们将上面的虚拟空间分成以下 4 个段,用 0-3 来编号.每个段在段表中有一个项,在物理空间中,段的排列如下图的右边所示. 4.段表 #define GDT_ENTRY_INIT(flags, base, limit) { { { \ .a = ((limit) & 0xffff) | (((base) & 0xffff) << 16), \ .b = (((base) & 0xff0000) &g…

一.引子 磁盘→盘片→磁道→扇区(每个 512 字节) ext* 定义文件系统的格式 二.inode 与块的存储 1.块 2.不用给他分配一块连续的空间 我们可以分散成一个个小块进行存放 1.优点 2.存在的问题 3.如何解决 3.inode里面有哪些信息? 至于 inode 里面有哪些信息,其实我们在内核中就有定义.你可以看下面这个数据结构. struct ext4_inode { __le16 i_mode; /* File mode */ __le16 i_uid; /* Low 16 b…

一.引子 在这之前,有一点你需要注意.解析系统调用是了解内核架构最有力力的一把钥匙,这里我们只要重点关注这几个最重要的系统调用就可以了 1.mount 系统调用用于挂载文件系统:2.open 系统调用用于打开或者创建文件,创建要在 flags 中设置 O_CREAT,对于读写要设置flags 为 O_RDWR:3.read 系统调用用于读取文件内容:4.write 系统调用用于写入文件内容. 二.挂载文件系统 想要操作文件系统,第一件事情就是挂载文件系统.…