带着问题来介绍

1. 什么是操作系统?

普通用户感知到的是应用程序, 比如使用微信

操作系统是藏在应用程序背后的系统软件

触摸屏是个硬件, 是被操作系统来管理的

所以说用户实际上也感知到了操作系统, 如图

一个操作系统实际上做两件事情

An operating system(os) is system software that manages computer hardware and software resources and provides common services for computer programs.

对整个计算机系统的软件硬件资源进行管理
为用户提供服务

所以操作系统的设计有两大目标

提高资源的利用率
方便用户的使用

2. 为什么学Linux操作系统内核

Linux是一个*、开放、普世的操作系统, 从1991年诞生

现在热门研究领域背后运行的都是Linux

3. Linux系统整体结构是什么

最上层是应用软件, 中间是系统调用, 最下面是操作系统的内核

那么整个系统分为两大部分, 一部分是应用软件, 一部分是操作系统内核, 接口就是系统调用.

系统调用作用: 在应用程序和操作系统中间起到接口的作用. 当应用程序发出请求, 实际是给系统调用, 系统调用是把这个请求给操作系统以后, 操作系统提供服务. 这个服务包括方方面面的, 比如文件系统的服务, 进程管理的服务, 内存管理的服务以及进程调度和网络等.

注: 图中旁边还有个模块, 后面会讲到

4. 其内核设计遵循什么理念

Linux/UNIX设计理念: 机制与策略分离

机制: 提供什么样的功能, 相对不变的部分
策略: 如何使用这些功能

比如, 我们要创建一个进程, 这个事情很繁琐, 操作系统来做, 操作系统把这创建进程这件事做好以后呢, 你如何在你的进程里面来使用这些功能操作系统就不关注了, 你可以在各个不同的场合来使用创建进程这样一个功能. 学习Linux内核实际上学习的是机制.

5. 隔离变化 - 系统调用机制

下面简单介绍下系统调用机制

系统调用起着隔离变化的作用, 机制是提供什么样的功能, 那系统调用机制在应用程序和操作系统内核之间起接口的作用, 它相当于将很多的变化隔离起来, 应用程序在做开发时候, 它只需要调用系统调用的接口就可以.

举例来讲

比如, 要从磁盘读数据, 那么当我们用户发出一个请求的时候, 和系统调用来打交道, 而系统调用和文件系统打交道. 与哪个文件系统呢? Linux支持很多文件系统, 用户不用关心和哪个文件系统打交道; 从哪里读数据呢? 从磁盘还是网盘? 用户也不用关心. 这就是机制与策略的隔离, 操作系统提供了非常健全的机制, 让用户可以很方便使用这种机制,

6. 漫画趣解Linux内核构造

图片来源: http://turnoff.us/geek/inside-the-linux-kernel/

详解可见: https://linux.cn/article-8290-1.html

7. 教材和参考文献

7.1. 教材

陈莉君 <Linux操作系统原理与应用> 清华大学出版社 2012年1月

7.2. 参考文献

陈向群等译 <现代操作系统> 机械工业出版社 2009年7月

陈莉君等译 <深入理解Linux内核> 中国电力出版社 2007年6月

陈莉君等译 <Linux内核设计与实现> 机械工业出版社 2009年11月

分布式操作系统: 何炎祥 <分布式操作系统> 高等教育出版社 2005年1月

Andrew S.tanenbaum 机械工业出版社 2006

<Linux内核设计与实现>可以作为入门的书; 当深入到源代码的时候, 需要看一本书<深入理解Linux内核>; 当阅读了源代码, 想动手实践时候, 有本书叫<Linux设备驱动程序>, 这三本叫"三位一体", 业界叫Linux的红宝书

1. Linux操作系统概述