操作系统欢乐笔记-01-带你推开操作系统的大门（雾）

B站-操作系统-哈尔并工业大学-劝退警告223

文章目录

1.什么是操作系统？
- 什么是操作系统？
- 小目标？
2.揭开钢琴的盖子
- 熟悉的win开机画面
- 从白纸到图灵机
- 冯-诺依曼一拍脑袋瓜，他说
- 摁下开机键
这段不是rap 223 劝退警告emmmmm

1.什么是操作系统？

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这是计算机，我吃饭的家伙。。然而我一点都不认识它。。黑人问号脸.jpg

三层分布：

应用软件-- word，Matlab。。。
操作系统–Windows，LInux。。。
计算机硬件–CPU，内存，显存。。

什么是操作系统？

是计算机硬件和应用之间的一层软件
- 方便我们使用硬件，如何使用显存
- 高效的使用软件，如何开多个终端（窗口）
管理哪些硬件
- CPU管理，内存管理，终端管理，磁盘管理，文件管理，网络管理，电源管理，多核管理，

学习操作系统可以有很多层次

应用软件
操作系统
计算机硬件

从应用软件出发“探到操作系统”（应用软件80%+操作系统20%）凡人
- 集中在使用计算机的接口上
- 使用显示器：printf；使用CPU：fork，使用文件：open，read。。。
从应用软件出发“进入操作系统”（操作系统80%+应用软件20%）金丹
- 一段文字是如何写到磁盘上的。。。
从硬件出发“设计并实现操作系统”（应用软件10%+计算机硬件10%+操作系统80%）大修
- 给你一个板子，配置一个操作系统（这tm时与玉皇开天大帝）

小目标？

进入操作系如同
- 能理解真实操作系统的运转！
- printf（“hello”）到底是怎么回事
- 能在真实的基本操作系统上动手实践（能自己动手才是真正学会了223）
为什么要这么干？
- 装逼（掌握计算机关键技术的工程师）

能修改的操作系统？（改cpu管理，改屏幕输出，改系统接口，改内存管理）

别的学生在干什么？

懊悔自己怎么选了计算机专业223
收藏霸王洗发水

你在干什么？

点进来了就说明你在崩溃的边缘作死试探。。

斯坦福怎么学操作系统，CMU呢？

实验一：扩展线程—》实现线程调度
实验二：实现系统调用—》将整个接口剥掉，添加
实验三：实现虚存管理扩展实现内存管理
实验四：扩展文件系统—》扩展实现一个文件管理

想装逼？先吃点苦头吧223省的以后装逼失败被打脸

why???需要在原理和代码之间频繁切换

2.揭开钢琴的盖子

应用软件
操作系统
计算机硬件

熟悉的win开机画面

在这里插入图片描述

不计算机是怎么工作的？这是我们基础的常识下面来看看一些有意思的概念吧

从白纸到图灵机

图灵机是一个虚拟的机器，由数学家阿兰·图灵1936年提出来的，尽管这个机器很简单，但它可以模拟计算机的任何算法，无论这个算法有多复杂。

在这里插入图片描述

上面是一个图灵机的简单示意图。假设有一个无穷的纸带，纸带就像一个存储器一样。纸带上面的每个格子是空白的，但是可以读写数据，在这个例子里，机器只能写0，1，或者什么也不写。这个机器就是包含3个信号的图灵机。

这个机器有一个探头，这个头可以移动到每一个空格上，用这个头，机器可以有3个基本操作。

1、读空格的数据

2、编辑数据，可以是写一个新的数据，可以是擦除数据

3、移动纸带向左或者向右，这样机器可以读或者编辑旁边的格子

什么是图灵机？：https://zhuanlan.zhihu.com/p/33288542

在这里插入图片描述

从图灵机到通用图灵机？（变得可编程化）

仅仅会按照一个固定流程做菜的厨师-》一个能看懂菜谱的厨师

将纸带上的“设置控制器动作”，“控制器状态”塞进控制器，控制器就会处理对象，有点类似将程序加载到内存中，操作系统就会处理东西。

冯-诺依曼一拍脑袋瓜，他说

大佬咋说的？

来个存储程序的思想吧：将数据和程序放到计算机内部的存储器中，计算机在控制下一步一步进行处理

计算机由五大金刚组成：输入设备（门卫李大爷），输出设备（宣传张大妈），存储器（仓库小刘），运算器（会计小王），控制器（村长王爷爷）

在这里插入图片描述
将100移动到ax存储器中

IP有的时候含义和PC差不多

PC：程序计数器（PC，Program counter），用于存放指令的地址。为了保证程序(在操作系统中理解为进程)能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。

IR：指令寄存器（IR，Instruction Register），用来保存当前正在执行的一条指令。

IP，IR是啥东东？：https://blog.csdn.net/qq_34801169/article/details/102782643

这里用到的一个思想”取指令执行“，cpu不就是以能够快速地处理指令而闻名的吗，不要担心计算机只会识别0和1，在完善的指令系统和cpu的”飞毛腿“下，计算机是能够执行各种各样的指令的223

摁下开机键

我们要关注指针IP及其指向的内容

计算机刚开电源时，IP=？由硬件设计者来决定的

看看x86 PC 开机时的指令吧

在这里插入图片描述

就是从磁盘引导扇区读入的那512个字节
- 引导扇区就是启动设备的第一个扇区（给妹子装系统的时候都是按住对应的快捷键，然后进入启动设备进设置界面，设置u盘驱动，十分钟后收获妹子崇拜的眼神223）
- 启动设备信息被设置在CMOS（这tm又是什么鬼。。用来存储实时钟和硬件配置信息）中。。
- 因此，硬盘的第一个扇区上存放着开机后执行的第一段我们可以控制的程序
- 操作系统的小火车开车了。。嘟嘟嘟

在这里插入图片描述
我。。汇编劝退警告！！！