第2章 Linux操做系统简介

2021年09月15日 阅读数:3
这篇文章主要向大家介绍第2章 Linux操做系统简介,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

1. Linux操做系统的构成程序员

第2章 Linux操做系统简介_用户态 

(1)内核(kernel)编程

  ①操做系统的核心,负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统。小程序

  ②控制系统和硬件之间的相互通讯。服务器

  ③决定着系统的性能和稳定性。网络

(2)Shell数据结构

(3)文件系统app

  ①文件:数据或设备的一种逻辑组织异步

  ②文件系统:文件间关系管理的一种逻辑组织ide

(4)应用程序模块化

  ①程序和进程

    程序:计算机执行的指令集合

    进程:程序的一个运行实例,操做系统资源分配的最小单位。

  ②线程(轻量级进程)程序运行的基本单位,一个进程内部能够有一个或若干线程同时运行。

  ③信号:Linux系统中进程通讯的一种技术,异步程序设计的基础

  ④客户端和服务器。

2. 启动流程简介

(1)启动流程

第2章 Linux操做系统简介_系统内核_02 

  ①芯片和部分外围电路的初始化;②加载内核;

  ③加载最小文件系统;④加载硬盘上的根文件系统;⑤启动1号进程/sbin/init

(2)BootLoader(uboot)

  ①BootLoader就是在操做系统内核运行以前运行的一段小程序。

  ②初始化硬件设备、创建内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操做系统内核准备好正确的环境。

  ③严重依赖于硬件,在嵌入式开发中创建一个通用的BootLoader几乎是不可能的。

  ④在Linux中称为grub

(3)init进程

  ①Linux启动的第1个进程(1号进程)0号为内核进程(swapper进程)

  ②执行/etc/init.d目录中全部的脚本文件,启动本某系统的服务。

  ③执行/sbin/getty初始化0、1和2(标准输入、标准输出和标准错误)

  ④执行/bin/login启动用户登陆程序;

  ⑤管理孤儿进程

3. Linux内存管理

3.1 内存管理

第2章 Linux操做系统简介_用户态_03 

(1)进程隔离:保护独立的进程,防止互相干涉数据和存储空间

(2)自动分配和管理:动态地分配,分配对程序员是透明的。

(3)支持模块化的程序设计:可以定义程序模式,而且动态地建立、销毁模块,改变模块大小

(4)保护和访问控制:容许一部份内存能够由各类用户以各类方式进行访问

(5)长期存储:关机后长时间保存信息。

3.2 段页式内存管理

(1)进程在虚拟内存中分为代码段、数据段和堆栈段

(2)进程在段中有许多固定大小的块组成,这些块称为页

(3)虚拟地址由段号、页号和页中偏移量构成

(4)虚地址和贮存中实地址(物理地址)的动态映射。

(2)缺页:将进程所有载入内存;按需调页

4. 系统调用和POSIX标准

(1)系统调用:指操做系统提供给用户程序的一组“特殊”接口,用户程序能够经过这组接口来得到操做系统内核提供的特殊服务。

(2)POSIX标准

  ①ISO C:1989年,C程序设计语言的ANSI标准获得批准,此标准被采纳为国际标准ISO/IEC 9899:1990。ISO C标准的意图是提供C程序的可移植性,使其可以适合于大量不一样的操做系统,而不是只适合UNIX系统。

  ②IEEE POSIX:在Linux中用户编程接口(API)遵循了在UNIX中最流行的应用编程界面标准——POSIX标准。这些系统调用接口主要经过C库(libc)实现的。该标准的目的是提高应用程序在各类UNIX系统环境之间的可移植性,它包含了ISO C标准函数库

5. Linux进程运行态

(1)内核态:进程运行在内核空间

(2)用户态(运行态):进程运行在用户空间

(3)说明:

  ①当程序运行在用户态时,它不能直接访问内核数据结构或内核的程序。可是当应用程序运行在内核下时,这些限制再也不有效。

  ②每种CPU模型都为从用户态到内核态的转换提供了特殊的指令,反之亦然。

  ③内核自己并非一个进程,而是进程的管理者进程/内核模式假定:请求内核服务的进程使用所谓的系统调用的特殊编程机制。每一个系统调用都设置了一组识别进程请求的参数,而后执行与硬件相关的CPU指令完成从用户态到内核态的转换。