操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)心得

操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)心得1操作系統(tǒng)的功能：主要從硬盤引導(dǎo)、操作系統(tǒng)引導(dǎo)、載入基本操作系統(tǒng)、定義臨時目錄、定義虛擬內(nèi)存盤、載入系統(tǒng)服務(wù)、載入自定義服務(wù)、定義GUI這八個方面來說明針對操作系統(tǒng)的優(yōu)化。不管您使用的是Windows也好，Linux也好，或者是Freebsd（為避免語言煩瑣，以下如同時指代Linux和FreeBSD的地方，一律以UNIX進(jìn)行替代）也好，肯定都想尋求盡可能快的速度，那么，在有些特定環(huán)境下就只有對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。在前面的幾期網(wǎng)管筆記中，我們已經(jīng)介紹了好幾篇網(wǎng)管系列的文章，這次我們推出了操作系統(tǒng)的保護(hù)系列中的系統(tǒng)優(yōu)化篇。任何技術(shù)，只要掌握了方法則都能舉一反三，“師傅領(lǐng)進(jìn)門，修行在個人”。天極網(wǎng)上關(guān)于系統(tǒng)優(yōu)化的文章相當(dāng)多，但這次講的內(nèi)容和其它優(yōu)化文章比起來,還是有較大的不同。各位如果在閱讀下面的內(nèi)容時，遇到技術(shù)疑難，都可以在天極網(wǎng)的操作系統(tǒng)欄目的相關(guān)文章中尋找到答案一一學(xué)會查詢資料，也是提高的必要技巧之一呢。一個操作系統(tǒng)，必定是建立在硬件基礎(chǔ)上的。而硬件，則可大致分為CPU、主板、內(nèi)存、外存幾個部分。關(guān)于CPU超頻、內(nèi)存在BIOS中的設(shè)置，開啟硬盤的DMA66支持等等的介紹已經(jīng)相當(dāng)多，在此我就不贅述了。一個操作系統(tǒng)的使用，依次會涉及到硬盤引導(dǎo)、操作系統(tǒng)引導(dǎo)、載入基本操作系統(tǒng)、定義臨時目錄、定義虛擬內(nèi)存盤、載入系統(tǒng)服務(wù)、載入自定義服務(wù)、定義GUI這幾個步驟，這是不管Windows、Linux還是Freebsd等操作系統(tǒng)都是如此。也就是說，我們?nèi)绻鼙M量優(yōu)化上面每個步驟，則就能把系統(tǒng)的性能提升起來。接下來，就讓我們一起把每個步驟做到最優(yōu)。主要內(nèi)容硬盤引導(dǎo)操作系統(tǒng)引導(dǎo)載入基本操作系統(tǒng)定義臨時目錄定義虛擬內(nèi)存盤載入系統(tǒng)服務(wù)載入自定義服務(wù)定義GUI2操作系統(tǒng)的應(yīng)用：我只說我們常見的操作系統(tǒng)：微軟公司出的Windows98、WindowsMe、WindowsNT>Windwos2000、WindowsXP、Windows2003。其中，Windwos2000又分為專業(yè)版、服務(wù)器版、高級服務(wù)器版。WindowsXP又分為家庭版、專業(yè)版，不過我們正常使用的都是專業(yè)版。Windows2003主要是服務(wù)器用。我們不常見的一些操作系統(tǒng)還有UNIT和LINUX，這兩款系統(tǒng)主要是研究所用，或者高校講授《計算機(jī)操作系統(tǒng)》時做試驗用。比較著名的LINUX系統(tǒng)有紅帽子（REDHAT）LINUX,國內(nèi)用戶比較多。WINDOWS系列與LINUX系列的主要區(qū)別是處理進(jìn)程方式不一樣，一個是實時系統(tǒng)，一個是分時系統(tǒng)。目前服務(wù)器的操作系統(tǒng)主要有Windows2000的服務(wù)器版和Windows2000的高級服務(wù)器版，以及Windows2003的服務(wù)器版本。2002年以前，人們還常用WindowsNT的服務(wù)器版本，只是現(xiàn)在被Windows2000取代。3操作系統(tǒng)的分類：簡單的批處理系統(tǒng)--多道程序批處理系統(tǒng)--多道程序分時系統(tǒng)--微機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。（1） 簡單的批處理系統(tǒng)：用戶一次可以提交多個作業(yè)，但系統(tǒng)一次只處理一個作業(yè)，處理完一個作業(yè)后，再調(diào)入下一個作業(yè)進(jìn)行處理。這些調(diào)度、切換系統(tǒng)自動完成。不需人工干預(yù)。（2） 多道程序批處理系統(tǒng)：由于簡單批處理系統(tǒng)，一次只能處理一個作業(yè)，系統(tǒng)資源的利用率就不高，因此出現(xiàn)多道程序批處理系統(tǒng)，我們把同一個批次的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，存放在內(nèi)存的不同部分，當(dāng)一個作業(yè)由于等待輸入輸出操作而讓處理機(jī)出現(xiàn)空閑，系統(tǒng)自動進(jìn)行切換，處理另一個作業(yè)。因此它提高了資源利用率。批處理操作系統(tǒng)：特點：不需人工干預(yù)，進(jìn)行批量處理。由于作業(yè)是以批量的方式進(jìn)行處理的，在整個處理過程中，用戶不能進(jìn)行干預(yù)，這樣就產(chǎn)生了一個問題，如果一批作業(yè)中某一個作業(yè)在處理過程中發(fā)生了錯誤。需要重新修改，可用戶又無能為力。只能等待所有的作業(yè)都處理完成之后，才能進(jìn)行修改，然后再交給計算機(jī)進(jìn)行處理。因些出現(xiàn)了分時系統(tǒng)。（3） 多道程序分時系統(tǒng)：一個作業(yè)只能在一個時間片的時間內(nèi)使用CPU，時間一到，系統(tǒng)將剝奪作業(yè)的CPU使用權(quán)，反CPU分配給其他作業(yè)使用。典型有UNIX操作系統(tǒng)。多路性（多個用戶同時執(zhí)行）、獨(dú)占性（獨(dú)立操作互不干擾）、及時性（2--3）、交互性（用戶可以通過鍵盤輸入命令請求系統(tǒng)服務(wù)和控制作業(yè)的）（4） 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，，在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，一臺計算機(jī)只要通過一個網(wǎng)絡(luò)接口控制器（俗稱網(wǎng)卡）連接網(wǎng)絡(luò)上，他可以A、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信功能，B、網(wǎng)絡(luò)資源的管理和使用。如網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)和文件服務(wù)。一、 操作系統(tǒng)發(fā)展的動力1、 提高計算機(jī)資源利用率的需要2、 方便用戶3、 硬件設(shè)備的不斷發(fā)展4、 計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展二、 操作系統(tǒng)的分類1、 按機(jī)型分：大型機(jī)、中、小型和微型機(jī)2、 按用戶數(shù)目分：單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)3、 按功能特征分：批處理操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)。A、微型機(jī)操作系統(tǒng)DOS特點：單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)WINDOWS特點：單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)友好的圖形用戶界面、易學(xué)易用，并能支持多任務(wù)操作系統(tǒng)，B、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)特點：多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)UNIX、NETWARE、WINDOWSNTLINUX等4操作系統(tǒng)中斷的分類和中斷的地位：操作系統(tǒng)對中斷信號的處理實際是對硬件中斷的一種模擬，所以在在討論這個問題之前，先了解一下8086計算機(jī)硬件中斷的原理。以下內(nèi)容是google出來的，出處我就不說了，反正類似的內(nèi)容多的是。CPU在INTR引腳上接到一個中斷請求信號，如果此時IF=1，CPU就會在當(dāng)前指令執(zhí)行完以后開始響應(yīng)外部的中斷請求，這時，CPU在INTA引腳連續(xù)發(fā)兩個負(fù)脈沖，外設(shè)在接到第二個負(fù)脈沖以后，在數(shù)據(jù)線上發(fā)送中斷類型碼，接到這個中斷類型碼后，CPU做如下動作：1） 將中斷類型碼放入暫存器保存；2） 將標(biāo)志寄存器內(nèi)容壓入堆棧，以保護(hù)中斷時的狀態(tài)；3） 將IF和TF標(biāo)志清0。目的是防止在中斷響應(yīng)的同時又來別的中斷，而將TF清0是為了防止CPU以單步方式執(zhí)行中斷處理子程序。這時要特別提醒，因為CPU在中斷響應(yīng)時自動關(guān)閉了IF標(biāo)志，因此用戶如要進(jìn)行中斷嵌套時，必須在自己的中斷處理子程序中用開中斷指令來重新設(shè)置IF；4） 保護(hù)斷點。斷點指的是在響應(yīng)中斷時，主程序當(dāng)前指令下面的一條指令的地址。保護(hù)斷點就是將當(dāng)前的IP和CS的內(nèi)容入棧，為了以后正確地返回主程序；5） 根據(jù)取到的中斷類型碼，在中斷向量表中找出相應(yīng)的中斷向量，將其裝入IP和CS，即呆自動轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)子程序。對NMI進(jìn)入的中斷請求，由于其類型碼固定為2,因此CPU不用從外設(shè)讀取類型碼，也不需計算中斷向量表的地址，只要將中斷向量表中0000：0008H?0000：000BH單元內(nèi)容分別裝入IP和CS即可。關(guān)于<.圖3中斷處理過程>的幾點說明：1）8086/8088除軟件中斷外，內(nèi)部“非屏蔽中斷”、“可屏蔽中斷”均設(shè)立有優(yōu)先級，其中內(nèi)中（除單步外）——即0、1、3、4號中斷的優(yōu)先級高于非屏蔽中斷，非屏蔽中斷高于可屏蔽中斷，單步中斷優(yōu)先級最低；2）只有在可屏蔽中斷的情況下才判IF=1?，才取中斷類型碼，其余的沒有這個動作。3）關(guān)于單步中斷，它是每執(zhí)行一條指令中斷一次，顯示出當(dāng)時各寄存器的內(nèi)容，供用戶參考，當(dāng)進(jìn)入單步中斷響應(yīng)時，CPU自動清除了TF，在中斷返回后，由于恢復(fù)了響應(yīng)時的標(biāo)志寄存器的值，因此TF=1，執(zhí)行完一條指令后又進(jìn)入單步中斷，直到程序?qū)F改為0為止。4）關(guān)于中斷的嵌套，NMI總是可以響應(yīng)的，若在中斷處理子程序中設(shè)立了開中斷指令，INTR的請求也能響應(yīng)。5）彈出IP、CS、標(biāo)志，返回斷點的動作由IRET指令完成。6）當(dāng)遇到等待指令或串操作指令時，允許在指令執(zhí)行的過程中進(jìn)入中斷。這時需注意在中斷處理子程序中保護(hù)現(xiàn)場，以保證中斷返回后能繼續(xù)正確地執(zhí)行這些指令。扯了那么多8086的東西，該說說正題了。操作系統(tǒng)在從內(nèi)核態(tài)返回用戶態(tài)之前（系統(tǒng)可能是一個系統(tǒng)調(diào)用，也可能是一個時鐘中斷而導(dǎo)致進(jìn)入內(nèi)核模式），將檢查是否有需要的投遞的信號。一旦檢測到需要信號投遞時，內(nèi)核將改變用戶空間的數(shù)據(jù)（跟調(diào)用exec類似，系統(tǒng)會改變用戶空間的數(shù)據(jù)）。建立一個新的棧楨。當(dāng)返回到用戶空間的時候，IP指向的將是新的棧，所以執(zhí)行的下一個指令將是信號處理函數(shù)（signal_handler）。當(dāng)信號出來函數(shù)返回時，執(zhí)行的將是sigreturn,所以系統(tǒng)將重新進(jìn)入內(nèi)核模式。這個時候系統(tǒng)將把棧清除?；謴?fù)原來的IP值，當(dāng)重新再次返回用戶模式的時候，程序就像什么都沒有發(fā)生一樣繼續(xù)往下執(zhí)行。因為上下文是保存在用戶空間，并且是以鏈的形式保存，所以信號出來的遞歸是沒有問題的。信號處理函數(shù)sigreturn返回一次將執(zhí)行一次類似彈棧操作，直到棧為空為止。對于系統(tǒng)調(diào)用的自動重啟，只要把IP恢復(fù)為執(zhí)行前一條指令，