课程学习总结报告

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了课程学习总结报告相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、精简的Linux系统概念模型概述

  一个精简的Linux系统概念模型主要应该包括:进程管理,内存管理,文件和设备管理这几个主要部分,还应该有GUI等方便用户操作的平台。

  操作系统的第一要务是帮助用户操作所有计算机硬件,应该将硬件设备封装成接口供用户调用。同时为了保证系统安全,应该实现用户空间和内核空间的分离。

  进程管理主要负责管理进程,包括进程的创建,运行,调度,清理的全生命流程。

  内存管理主要是内存设备的使用,合理控制硬件设备,不浪费系统资源,尽最大程度的合理利用系统资源。

  文件和设备管理是负责帮助用户管理各种设备,将各式各样的设备封装成同一的接口,这样可以尽可能地提供统一地服务给用户。

  GUI是统一图形界面,通过统一图形界面,可以增强系统的易用性,降低用户接触的门槛。但是优先级相对较低,毕竟Linux系统主要用于计算环境,较少用于与用户直接交互。

二、用户空间和内核空间的分离

  用户空间和内核空间的分离,可以最大限度地保证系统安全,同时可以增强系统易用性和程序地复用性。首先需要做出如下规定:

  内核态:代码可以执?特权指令,访问任意内存,这时 CPU 的执?级别对应的就是内核态,所有的指令包括特权指令都可以执?。

  用户态:指令受到限制,无法直接操作一些硬件。

  用户态和内核态有各自地内存空间,彼此分离,无法访问对方的内存空间。

  另外还必须保证程序员可以通过封装好的C语言库进入内核态,使用的方法是系统调用:

技术图片

  在用户态进入内核态时需要通过中断保存用户态的现场,在回到用户态时恢复现场。

  为了实现系统的各种操作,需要实现一个系统调用表,通过这个系统调用表可以在用户态对计算机进行操作。

三、进程管理

   首先每个进程需要一个进程描述符,这个进程描述符描述了进程的各种信息。Linux用一个数据结构struct task_struct描述进程。包括进程状态,进程双向链表管理,控制台tty,文件系统fs描述,文件描述符files,内存管理描述mm和进程间通信signal等等。

  为了管理所有进程,操作系统需要将进程集合起来,放在一个链表中。定义不同的进程状态,包括有就绪态,运行态,阻塞态三种基本状态,通过不同的状态对进程进行不同的操作。

  管理进程最重要的就是进程的调度,如何调度进程非常重要,Linux采用的基于优先级的进程调度方法。对时间要求严格的实时进程拥有更高的优先级,对时间要求更低的用户进程有低一些的优先级。高的优先级更容易获得各种资源,低优先级的进程相对困难。

  进程还需要解决的一个问题就是进程的创建,第一个进程通过硬编码实现,其他的进程通过复制第一个进程并修改重要信息实现。

四、内存管理

  虽然这一部分在本课程中没有提及,可能是知识较为浅显,但是我认为内存管理是操作系统的重要功能之一。

  内存管理主要是管理计算机的内存资源,进行合理的分配与回收。内存的分配与回收应该是与进程管理相关的,通过进程管理合理的分配计算机的内存资源。

  内存管理主要采用页式或者段页式管理办法。因为这种管理方法内存利用率较高,内存浪费较少,可以更好的利用内存资源。

五、文件和设备管理  

  在linux中,文件和设备都是文件。Linux通过操作文件的方法操作外设,可以对支持更多的用户程序。

  文件主要是由一般文件和特殊文件构成,一般文件指的是主要的字符流文件,特殊文件是指特殊的目录文件和设备文件。

  文件系统需要帮助用户管理千差万别的磁盘设备,在不同的磁盘设备上进行读写。

  通过虚拟文件系统模型向用户提供统一的文件操作,然后在底层对不同的设备实现不同的功能。

  文件系统还需要与进程有紧密的联系,这样才能保证进程的使用和文件的读取。

六、其他功能

  最重要的就是中断功能,中断功能让系统可以同时处理多个任务。

  中断功能需要在内核空间实现,而且需要硬件系统的支持。主要功能是,确定中断信号,保护现场,引导对应的中断处理程序处理中断,中断处理完后恢复现场。

  需要注意中断处理的原则,快!

  中断处理程序的抢占原则是普通进程可以被中断或异常处理程序打断,异常处理程序可以被中断程序打断,中断程序只可能被其他的中断程序打断

七、总结

 

  上面只是总结了操作系统的重要模块,实际上每个模块都复杂无比。通过本课程,我了解了Linux操作系统的底层知识,对操作系统有了更深一层的认识,我相信这必将让我受益匪浅。本课程也燃起了我对操作系统的兴趣,我将继续研究操作系统,因为深入理解这个复杂的操作系统可以让我有无比自豪的成就感。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

以上是关于课程学习总结报告的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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