操作系统导论

指令执行的基本循环

任何程序运行时，处理器不断从内存取出指令、解码其含义并立即执行，如此循环直至程序结束。软件通常可以忽略底层流水线和乱序执行等硬件加速细节，而把执行视为严格按序进行。

把物理资源变成虚拟资源

操作系统的核心工作是把真实的处理器、内存和磁盘转换成数量更多、更易用的虚拟版本。这样用户感觉自己拥有许多独立的CPU和私有内存空间，即使底层硬件数量有限。

系统调用与策略决策

应用程序通过一组系统调用与操作系统交互，这些调用构成了事实上的标准库。当多个程序同时竞争同一资源时，操作系统还必须运用调度、分配等策略来决定谁获得资源以及何时获得。

常见误区

• 把操作系统仅仅看成普通函数库而忽略其特权与隔离职责
• 以为虚拟化只是简单轮流使用硬件而忘记地址空间隔离的必要性

最低标准 C11 · 完整程序 · 下载 .c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    printf("Starting program execution.\n");
    int *mem = malloc(sizeof(int) * 3);
    if (!mem) {
        return 1;
    }
    mem[0] = 10;
    mem[1] = 20;
    mem[2] = mem[0] + mem[1];
    printf("Computed result: %d\n", mem[2]);
    free(mem);
    printf("Program completed.\n");
    return 0;
}

在本地编译

gcc -std=c11 -Wall -Wextra -Wpedantic -Werror ostep-02-introduction.c -o example && ./example

预期结果

Starting program execution.
Computed result: 30
Program completed.

CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

为什么即使只有一颗物理处理器，用户仍然可以同时启动多个程序？

继续查证

• OSTEP chapter PDF

标准草案与官方章节会更新；版本标记只说明示例最低要求。