计算机操作系统实战（每日更新）

2022年9月22日：开始时间
代码下载：https://gitee.com/liu-jun8/cosmos.git
项目开源：GitHub - CosmosPsi/CosmosDocs

课程设置

操作系统是所有软件的基础，所有上层软件都要依赖于操作系统提供的各种机制，才能运行。

• 内存管理部门、进程管理部门、I/O 管理部门、文件管理部门、通信管理部门

课程内容

操作系统核心子部门

操作系统的层次

Hello world.c程序编译过程

#include "stdio.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
  printf("Hello World!\n");
  return 0;
}

程序编译过程

其实，我们也可以手动控制以上这个编译流程，从而留下中间文件方便研究：
gcc HelloWorld.c -E -o HelloWorld.i 预处理：加入头文件，替换宏。
gcc HelloWorld.c -S -c -o HelloWorld.s 编译：包含预处理，将 C 程序转换成汇编程序。
gcc HelloWorld.c -c -o HelloWorld.o 汇编：包含预处理和编译，将汇编程序转换成可链接的二进制程序。
gcc HelloWorld.c -o HelloWorld 链接：包含以上所有操作，将可链接的二进制程序和其它别的库链接在一起，形成可执行的程序文件。

程序装载执行

计算机必须具备五大基本组成部件：装载数据和程序的输入设备；记住程序和数据的存储器；完成数据加工处理的运算器；控制程序执行的控制器；显示处理结果的输出设备。
我们可以通过 gcc -c -S HelloWorld 得到（只能得到其汇编代码，而不能得到二进制数据）。我们用 objdump -d HelloWorld 程序，得到 /lesson01/HelloWorld.dump，其中有很多库代码（只需关注 main 函数相关的代码），如下图：

以上图中，分成四列：第一列为地址；第二列为十六进制，表示真正装入机器中的代码数据；第三列是对应的汇编代码；第四列是相关代码的注释。这是 x86_64 体系的代码，由此可以看出 x86 CPU 是变长指令集。

将Hello World程序装入到计算机中

现代电子计算机正是通过内存中的信息（指令和数据）做出相应的操作，并通过内存地址的变化，达到程序读取数据，控制程序流程（顺序、跳转对应该图灵机的读头来回移动）的功能。

计算机资源组成

1. 总线，负责连接各种其它设备，是其它设备工作的基础。
   2.CPU，即中央处理器，负责执行程序和处理数据运算。
2. 内存，负责储存运行时的代码和数据。
3. 硬盘，负责长久储存用户文件数据。
4. 网卡，负责计算机与计算机之间的通信。
5. 显卡，负责显示工作。
6. 各种 I/O 设备，如显示器，打印机，键盘，鼠标等。

硬件厂商需要管理和控制这些硬件就要编写对应的代码，通常这样的代码我们称之为驱动程序。

金句摘抄
“保持中立，务实求真，对比之下，方见真章。”