操作系统相关知识1

 

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GCC编译器将一个.c的程序文件翻译成一个可执行的.o文件分为4部分组成：

(1) 预处理阶段 ： 预处理器将根据字符#开头的命令，修改原始的C程序。比如#include 命令就是告诉预编译器读取#include 的内容，并将其插入到程序文本中。得到了另一个以.i为结尾的文件扩展名

(2) 编译阶段 ： 编译器将.i文件翻译成.s文件。

(3) 汇编阶段 ： 汇编器将.s文件翻译成可重定位目标程序。

(4) 链接阶段 ： 链接器合并.o文件然后变成可执行的目标程序文件。

系统硬件组成：

1、总线 ： 是一组电子管道，携带字节信息并负责在各个部件中传递。

2、I/O设备： 系统与外部世界的联系通道。主要有磁盘、键盘、鼠标、显示器等

3、主存 ： 是一个临时存储设备，在处理器执行程序时，用于存放程序和程序处理的数据。物理上来说，主存是由一组动态随机存储器芯片组成。从逻辑上来说，存储器是一个线性的字节数组，每个字节都有唯一的地址索引，这些地址是从0开始。

4、处理器（CPU） ： 处理器的核心是大小为一个字的存储设备，它被成为PC（程序计数器）。在任何时候，PC都指向一条机器指令。同时也包含总线接口，寄存器文件和ALU（算术/逻辑运算单元）

一个CPU指令执行的细节

加载：从主存中复制一个字节或者一个字到寄存器，以覆盖掉寄存器原先的内容

存储：从寄存器复制一个字或者一个字节到主存中的某个位置，覆盖掉原先的内容

操作：将两个寄存器中的内容复制到ALU，ALU对这两个字做算术逻辑运算，并将结果存到一个寄存器中，以覆盖掉寄存器原先的内容。

跳转： 从指令本身抽取一个字，并将这个字复制到程序计数器（PC）中，以覆盖掉原先PC的值

高速缓存存储器（cache）作为暂时存储的设备， 存储近期可能需要访问的信息。L1（大约4个时钟周期）, L2（大约10个时钟周期）, L3是静态随机存储器

CPU通过生成一个虚拟地址来访问主存，这个虚拟地址在被送到主存之前先转换为适当的物理地址。将一个虚拟地址转换成一个物理地址的任务被称为是地址翻译。

伙伴系统是分离适配的一种特例， 其中每个大小类都是2的幂。基本的思路是假设一个堆的大小为2的m次方个字，我们现在为每个块大小为2的k次方维护一个分离的空闲链表，其中k大于等于0小于等于m。请求块的大小向上舍入到最接近2的幂。为了分配一个大小为2的k方的块，我们找到第一个可用的大小为2的j次方的块。如果j=k，那么我们就完成了。否则，我们递归的二分割这个块，直到j=k。我们进行这样的分割时，每个剩下的半块被放置到相应的空闲链表中。如果要释放一个块，我们合并空闲块，直到遇到一个已分配的伙伴块时，我们就停止合并。

伙伴系统分配器的一个主要的应用是快速的搜索和快速的合并。主要的缺点是会导致内部碎片