通过 Linux 回收日用硬件的二种办法

过时的计算机硬件可能由于年代久远而变得不太可靠,但它代表的是您的组织的价值
— 无论在办公室还是在家中。您可以使用 Linux?
重新安排旧机器的用途来实现它们的价值。

一:操作系统的俩大作用

作用一:为应用程序提供如何使用硬件资源的抽象

例如:操作系统提供了文件这个抽象概念,对文件的操作就是对磁盘的操作,有了文件我们无需再去考虑关于磁盘的读写控制

注意:

操作系统提供给应用程序的该抽象是简单,清晰,优雅的。为何要提供该抽象呢?

硬件厂商需要为操作系统提供自己硬件的驱动程序(设备驱动,这也是为何我们要使用声卡,就必须安装声卡驱动。。。),厂商为了节省成本或者兼容旧的硬件,它们的驱动程序是复杂且丑陋的

操作系统就是为了隐藏这些丑陋的信息,从而为用户提供更好的接口

这样用户使用的shell,Gnome,KDE看到的是不同的界面,但其实都使用了同一套由linux系统提供的抽象接口

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作用二:管理硬件资源

现代的操作系统运行同时运行多道程序,操作系统的任务是在相互竞争的程序之间有序地控制对处理器、存储器以及其他I/O接口设备的分配。

例如:

同一台计算机上同时运行三个程序,它们三个想在同一时刻在同一台计算机上输出结果,那么开始的几行可能是程序1的输出,接着几行是程序2的输出,然后又是程序3的输出,最终将是一团糟(程序之间是一种互相竞争资源的过程)

操作系统将打印机的结果送到磁盘的缓冲区,在一个程序完全结束后,才将暂存在磁盘上的文件送到打印机输出,同时其他的程序可以继续产生更多的输出结果(这些程序的输出没有真正的送到打印机),这样,操作系统就将由竞争产生的无序变得有序化。

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按需装配

每次部署新镜像时创建自定义镜像使终端用户可以自己安装所需的组件。云用户喜欢以一个基础系统镜像开始,然后安装应用程序组件(数据库,应用服务器和web服务器)。然而,如果没有工具的帮助,创建所需的云对于经常性的部署是不切实际的。在这种情况下,应考虑使用配置管理工具(例如Chef或者Puppet),它们允许你指定你想包含在镜像中的组件。如果最新版本的应用和补丁对于镜像至关重要,按需装配它们是最好的选择。举例来说,如果你有一份数据库服务器的标准配置,创建一个Chef或者Puppet脚本来创建镜像可以保证你拥有最新版本的组件。

按需装配还有助于在多服务器中保持一致性,因为数据库管理员不太喜欢点对点的为一个过时的最终版镜像打补丁。

这两种部署云中虚拟机方法(创建最终版镜像和创建按需迭代镜像)并不是相互独立的。当举例来说,当你需要创建一个服务器集群时,你应该建立脚本来装配一个自定义的镜像并使它成为最终版。首先通过配置管理工具创建多个虚拟机镜像然后使用这个镜像创建多个虚拟机实例。在这个场景中,只要你需要为集群添加新的虚拟服务器就要保留最终版镜像。

这里并没有单一的途径来在云环境中装配和部署镜像。最终版镜像在以一致性为主的案例中运作良好;而装配按需版本则可以保证你的环境中运行着最新的组件。

许多程序员怀念第一代独享的计算机,可以即时调试自己的程序。为了满足程序员们很快可以得到响应,出现了分时操作系统

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六 本节重点知识总结

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卸载

相信很多的朋友在虚拟机VMware的使用过程中都会遇到,安装的VMware无法卸载,或者想升级VMware时出现错误信息。如果你还保留了虚拟机VMware的安装程序,那么再次重新安装时,就会出现Modify/Change(更改)、Repair(修复)和Remove(移除)。这里,选择Remove(移除)即可。

3.为不同的程序和用户调解互相冲突的资源请求。

即使有的机器不算太旧,但淘汰的计算机硬件通常也是一个问题。因为太旧而无法提供支持,由于太慢而无法与时代步,并且在技术方面无法令人信赖

当授权过期时尤为如此。但是,就这样而抛弃它们又太可惜了。许多组织(和家庭)都将它们捐赠给学校或图书馆,通过这些方式为它们赋予新的生命,但接收方大多也不知道如何处理这些系统,而这些硬件最终又进入了回收工厂。这不仅是资源上的浪费,有时所谓的第三世界
国家还会将回收的计算机填埋或焚化,从而产生了所谓的电子浪费问题。

一 为什么要有操作系统

现代的计算机系统主要是由一个或者多个处理器,主存,硬盘,键盘,鼠标,显示器,打印机,网络接口及其他输入输出设备组成。

一般而言,现代计算机系统是一个复杂的系统。如果每位应用程序员都必须掌握该系统所有的细节,那就不可能再编写代码了(严重影响了程序员的开发效率:全部掌握这些细节可能需要一万年….)

并且管理这些部件并加以优化使用,是一件极富挑战性的工作,于是,计算安装了一层软件(系统软件),称为操作系统。它的任务就是为用户程序提供一个更好、更简单、更清晰的计算机模型,并管理刚才提到的所有设备。

 

总结:程序员无法把所有的硬件操作细节都了解到,管理这些硬件并且加以优化使用是非常繁琐的工作,这个繁琐的工作就是操作系统来干的,有了他,程序员就从这些繁琐的工作中解脱了出来,只需要考虑自己的应用软件的编写就可以了,应用软件直接使用操作系统提供的功能来间接使用硬件。

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体系结构

Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。

Java指令集

Java虚拟机支持大约248个字节码。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等。Java指令集相当于Java程序的汇编语言。

Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成。

虚拟机的内层循环的执行过程如下:

do{

取一个操作符字节;

根据操作符的值执行一个动作;

}while(程序未结束)

由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:

第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的。指令tabltch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐。

缺点:
1.整个流程需要人参与控制,将磁带搬来搬去

变废为宝

三 什么是操作系统

精简的说的话,操作系统就是一个协调、管理和控制计算机硬件资源和软件资源的控制程序。

操作系统的位置

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操作系统位于计算机硬件与应用软件之间,本质也是一个软件。操作系统由操作系统的内核(运行于内核态,管理硬件资源)以及系统调用(运行于用户态,为应用程序员写的应用程序提供系统调用接口)两部分组成,所以,单纯的说操作系统是运行于内核态的,是不准确的。

 

细说的话,操作系统应该分成两部分功能

一:隐藏了丑陋的硬件调用接口,为应用程序员提供调用硬件资源的更好,更简单,更清晰的模型(系统调用接口)。应用程序员有了这些接口后,就不用再考虑操作硬件的细节,专心开发自己的应用程序即可。

比如,磁盘资源的抽象是文件系统(C盘,D盘,E盘…下的目录及文件),有了文件的概念,我们直接打开文件,读或者写就可以了,无需关心记录是否应该使用修正的调频记录方式,以及当前电机的状态等细节

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需要指出的是,操作系统的实际客户是应用程序(应用程序员负责开发应用程序,因而也可以说应用程序员是操作系统的客户)。应用程序直接与操作系统及其抽象打交道。而最终,用户则是与应用程序(即用户接口)打交道,或者是命令行shell或者是图形界面(比如桌面),它们都只是运行于操作系统之上的应用软件,并不属于操作系统。

 

二:将应用程序对硬件资源的竞态请求变得有序化,例如:很多应用软件其实是共享一套计算机硬件,比方说有可能有三个应用程序同时需要申请打印机来输出内容,那么a程序竞争到了打印机资源就打印,然后可能是b竞争到打印机资源,也可能是c,这就导致了无序,打印机可能打印一段a的内容然后又去打印c…,操作系统的一个功能就是将这种无序变得有序。

 

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完成版镜像

使用最终版镜像有几大优势。最主要的是它可以保证虚拟机的一致性。此外,以一个已有的镜像开始可以节省很多精力和时间。终端客户不必去关心怎么安装程序库或者附加的包;他们可以依靠云管理员来维护最终版镜像。

终端用户拥有的选项受限是这个方法的缺陷;镜像目录通常会包含常用的镜像而不是一些不常用的组件集合。对于一个专业的虚拟机镜像,你可以选择一个最终版并且安装所需的组件。如果一个终端用户经常部署自定义的镜像,那么他必须保留一个镜像的副本,但是这就意味着用户必须自己打补丁,从而失去了使用最终版的优势。

考虑专业的云中实例并不是很重要的情况:你的网页应用已经在你配置负载均衡后的环境中运行了几周,如果你的应用突然发生了中断,你可能会考虑为负载均衡集群增加几台服务器。在这种情况下,你需要在集群中运行完全相同的镜像以保持一致性。如果你以前重做过这个镜像,那么系统中就可能出现不同版本的组件。这种情况也会发生在一个组件在两次部署期间发布了新版本。

在收集了大约一个小时的批量作业之后,这些卡片被读入磁带,然后磁带被送到机房里并装到磁带上。然后磁带被送到机房里并装到磁带机上。随后,操作员装入一个特殊的程序,它负责从磁带上读入第一个作业(job,一个或一组程序)并运行,其输出写到第二个磁带上,而且不打印。每个作业结束后,操作系统自动的从磁带上读入下一个作业并且运行。当一整批的作业全部结束后,操作员去下输入和输出磁带,讲输入磁带换成下一批作业,并且把输出磁带拿到一台1041机器上进行脱机(不与主计算机联机)打印,这一套需要人参的情况下机器才能运行的系统乃现代操作系统的前身

本文讨论如何使用 Linux
操作系统为较旧但功能正常的计算机系统赋予新的活力,让其充当服务器、媒体播放器或瘦客户机。

四 操作系统与普通软件的区别

1.主要区别是:你不想用暴风影音了你可以选择用迅雷播放器或者干脆自己写一个,但是你无法写一个属于操作系统一部分的程序(时钟中断处理程序),操作系统由硬件保护,不能被用户修改。

2.操作系统与用户程序的差异并不在于二者所处的地位。特别地,操作系统是一个大型、复杂、长寿的软件,

  • 大型:linux或windows的源代码有五百万行数量级。按照每页50行共1000行的书来算,五百万行要有100卷,要用一整个书架子来摆置,这还仅仅是内核部分。用户程序,如GUI,库以及基本应用软件(如windows
    Explorer等),很容易就能达到这个数量的10倍或者20倍之多。
  • 长寿:操作系统很难编写,如此大的代码量,一旦完成,操作系统所有者便不会轻易扔掉,再写一个。而是在原有的基础上进行改进。(基本上可以把windows95/98/Me看出一个操作系统,而windows
    NT/2000/XP/Vista则是两位一个操作系统,对于用户来说它们十分相似。还有UNIX以及它的变体和克隆版本也演化了多年,如System
    V版,Solaris以及FreeBSD等都是Unix的原始版,不过尽管linux非常依照UNIX模式而仿制,并且与UNIX高度兼容,但是linux具有全新的代码基础)

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磁盘性能

磁盘性能往往是无声的性能杀手。虚拟机磁盘性能受阵列磁盘数量、类型以及运行在其上的虚拟机的数量的限制。因为集中地共享存储架构将导致通过同一位置访问所有的虚拟机磁盘,阵列的存储控制器以及磁盘过载情况很容易出现,只剩下虚拟机在等待存储的响应。

虚拟机等待磁盘IO、虚拟机CPU空闲对性能的影响有很大不同。等待IO的虚拟机无法做其他工作,因此高I/O等待时间意味着性能肯定会下降。进行周密的存储设计以避免上述情况的发生至关重要。[3] 

合理选择磁盘 提升虚拟机性能

在虚拟化中,hypervisor将工作负载从运行在底层的物理硬件中抽象出来,允许快速分配并共享计算资源,迁移工作负载。尽管hypervisor以及与虚拟化兼容的处理器性能开销很小,但是虚拟化层的存在却对性能有影响。

当磁盘性能对工作负载至关重要时,某些管理员可能会选择以直通模式配置LUN,允许虚拟机的操作系统绕过hypervisor与直接LUN进行通信。例如,Windows服务器虚拟机可能使用直通模式绕过Hyper-V直接访问磁盘,这对SQL
Server数据库的性能有些许提升。然而,由于客户操作系统(采用直通模式)以及hypervisor试图同时访问磁盘,那么hypervisor必须被配置为忽略直通LUN。

直通模式存在的问题是其不被某些重要的虚拟化功能比如虚拟机快照或者集群所支持。因此,虚拟机在实际上可能会受益于虚拟化提供的各种功能特性而非采用直通模式所带来的处于边缘地位的性能提升。管理员需要评估虚拟机的需求并确定直通模式的适宜性。

除直通模式外,Hyper-V以及其他hypervisor还提供了其他磁盘存储选项。例如,当.VHD文件被创建时,大小固定的磁盘将分配所有的数据块。一旦被创建,大小固定的磁盘就不能够进行调整了。然而,动态扩展磁盘从一开始创建的就是没有数据块的.VHD文件,当数据写入到.VHD文件中后磁盘空间才会被分配出去。这和精简配置类似,尽管在逻辑上创建了一块磁盘,但实际的磁盘空间只有数据写入时才会被用到。

差分磁盘是一种特殊的动态扩展磁盘类型。其设计思路是父磁盘拥有固定的镜像而且差分磁盘与父磁盘相关联,因此写入到磁盘的数据被存放在差分磁盘而非.VHD文件中。读请求首先检查差分磁盘的.VHD文件,如果没有更改,就会读父.VHD文件。当需要标准化的磁盘镜像而且回滚功能很重要时,差分是一个不错的主意,但是管理员在维护父子磁盘配置时可能会面临挑战。[4] 

分时操作系统:
多个联机终端+多道技术

Linux 专家 H. Peter Anvin
最近将一台旧系统转换成了一台文件服务器。他选择使用
Fedora
作为操作系统,用于管理常用的安全更新、基于 RPM
的包管理系统,以及与服务器相关的软件包。他的系统在一个独立磁盘冗余阵列(RAID)6
配置中托管了 9TB
大小的新磁盘。这台快要寿终正寝的开发机器现在又具有了新的价值。

二 本节目标

  1. 了解什么是操作系统
  2. 了解操作系统发展史
  3. 了解操作系统的功能
  4. 了解多路复用

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用处

1.演示环境,可以安装各种演示环境,便于做各种例子

2.保证主机的快速运行,减少不必要的垃圾安装程序,偶尔使用的程序,或者测试用的程序在虚拟机上运行

3.避免每次重新安装,银行等常用工具,不经常使用,而且要求保密比较好的,单独在一个环境下面运行

4.想测试一下不熟悉的应用,在虚拟机中随便安装和彻底删除

5.体验不同版本的操作系统,如Linux、Mac等。

终端虚拟化由于其带来的维护费用的大幅降低而受到追捧——如能降低占用空间,降低购买软硬件设备的成本,节省能源和更低的维护成本。它比实际存在的终端设备更加具备性价比优势。但这些并非是教育行业和厂商对虚拟化技术情有独钟的惟一原因。另一方面,我们一般较少提及,那就是:虚拟化技术能大幅提升系统的安全性。

特点:

五 操作系统发展史

第一代计算机(1940~1955):真空管和穿孔卡片

第一代计算机的产生背景:

第一代之前人类是想用机械取代人力,第一代计算机的产生是计算机由机械时代进入电子时代的标志,从Babbage失败之后一直到第二次世界大战,数字计算机的建造几乎没有什么进展,第二次世界大战刺激了有关计算机研究的爆炸性进展。

lowa州立大学的john Atanasoff教授和他的学生Clifford
Berry建造了据认为是第一台可工作的数字计算机。该机器使用300个真空管。大约在同时,Konrad
Zuse在柏林用继电器构建了Z3计算机,英格兰布莱切利园的一个小组在1944年构建了Colossus,Howard
Aiken在哈佛大学建造了Mark 1,宾夕法尼亚大学的William
Mauchley和他的学生J.Presper
Eckert建造了ENIAC。这些机器有的是二进制的,有的使用真空管,有的是可编程的,但都非常原始,设置需要花费数秒钟时间才能完成最简单的运算。

在这个时期,同一个小组里的工程师们,设计、建造、编程、操作及维护同一台机器,所有的程序设计是用纯粹的机器语言编写的,甚至更糟糕,需要通过成千上万根电缆接到插件板上连成电路来控制机器的基本功能。没有程序设计语言(汇编也没有),操作系统则是从来都没听说过。使用机器的过程更加原始,详见下‘工作过程’

特点:
没有操作系统的概念
所有的程序设计都是直接操控硬件

 

工作过程:
程序员在墙上的机时表预约一段时间,然后程序员拿着他的插件版到机房里,将自己的插件板街道计算机里,这几个小时内他独享整个计算机资源,后面的一批人都得等着(两万多个真空管经常会有被烧坏的情况出现)。

后来出现了穿孔卡片,可以将程序写在卡片上,然后读入机而不用插件板

 

优点:

程序员在申请的时间段内独享整个资源,可以即时地调试自己的程序(有bug可以立刻处理)

缺点:

浪费计算机资源,一个时间段内只有一个人用。

 

注意:同一时刻只有一个程序在内存中,被cpu调用执行,比方说10个程序的执行,是串行的

第二代计算机(1955~1965):晶体管和批处理系统

第二代计算机的产生背景:

由于当时的计算机非常昂贵,自认很自然的想办法较少机时的浪费。通常采用的方法就是批处理系统。

特点:
设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人员直接有了明确的分工,计算机被锁在专用空调房间中,由专业操作人员运行,这便是‘大型机’。

有了操作系统的概念

有了程序设计语言:FORTRAN语言或汇编语言,写到纸上,然后穿孔打成卡片,再讲卡片盒带到输入室,交给操作员,然后喝着咖啡等待输出接口

工作过程:插图

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第二代如何解决第一代的问题/缺点:
1.把一堆人的输入攒成一大波输入,
2.然后顺序计算(这是有问题的,但是第二代计算也没有解决)
3.把一堆人的输出攒成一大波输出

 

现代操作系统的前身:(见图)

 

优点:批处理,节省了机时
缺点:
1.整个流程需要人参与控制,将磁带搬来搬去(中间俩小人)

2.计算的过程仍然是顺序计算-》串行

3.程序员原来独享一段时间的计算机,现在必须被统一规划到一批作业中,等待结果和重新调试的过程都需要等同批次的其他程序都运作完才可以(这极大的影响了程序的开发效率,无法及时调试程序)

第三代计算机(1965~1980):集成电路芯片和多道程序设计

第三代计算机的产生背景:

20世纪60年代初期,大多数计算机厂商都有两条完全不兼容的生产线。

一条是面向字的:大型的科学计算机,如IBM
7094,见上图,主要用于科学计算和工程计算

另外一条是面向字符的:商用计算机,如IBM
1401,见上图,主要用于银行和保险公司从事磁带归档和打印服务

开发和维护完全不同的产品是昂贵的,同时不同的用户对计算机的用途不同。

IBM公司试图通过引入system/360系列来同时满足科学计算和商业计算,360系列低档机与1401相当,高档机比7094功能强很多,不同的性能卖不同的价格

360是第一个采用了(小规模)芯片(集成电路)的主流机型,与采用晶体管的第二代计算机相比,性价比有了很大的提高。这些计算机的后代仍在大型的计算机中心里使用,此乃现在服务器的前身,这些服务器每秒处理不小于千次的请求。

如何解决第二代计算机的问题1:
卡片被拿到机房后能够很快的将作业从卡片读入磁盘,于是任何时刻当一个作业结束时,操作系统就能将一个作业从磁带读出,装进空出来的内存区域运行,这种技术叫做
同时的外部设备联机操作:SPOOLING,该技术同时用于输出。当采用了这种技术后,就不在需要IBM1401机了,也不必将磁带搬来搬去了(中间俩小人不再需要)

如何解决第二代计算机的问题2:

第三代计算机的操作系统广泛应用了第二代计算机的操作系统没有的关键技术:多道技术

cpu在执行一个任务的过程中,若需要操作硬盘,则发送操作硬盘的指令,指令一旦发出,硬盘上的机械手臂滑动读取数据到内存中,这一段时间,cpu需要等待,时间可能很短,但对于cpu来说已经很长很长,长到可以让cpu做很多其他的任务,如果我们让cpu在这段时间内切换到去做其他的任务,这样cpu不就充分利用了吗。这正是多道技术产生的技术背景

多道技术(详见第七节):

多道技术中的多道指的是多个程序,多道技术的实现是为了解决多个程序竞争或者说共享同一个资源(比如cpu)的有序调度问题,解决方式即多路复用,多路复用分为时间上的复用和空间上的复用。

空间上的复用:将内存分为几部分,每个部分放入一个程序,这样,同一时间内存中就有了多道程序。

图片 7

 

时间上的复用:当一个程序在等待I/O时,另一个程序可以使用cpu,如果内存中可以同时存放足够多的作业,则cpu的利用率可以接近100%,类似于我们小学数学所学的统筹方法

空间上的复用最大的问题是:程序之间的内存必须分割,这种分割需要在硬件层面实现,由操作系统控制。如果内存彼此不分割,则一个程序可以访问另外一个程序的内存,

首先丧失的是安全性,比如你的qq程序可以访问操作系统的内存,这意味着你的qq可以拿到操作系统的所有权限。

其次丧失的是稳定性,某个程序崩溃时有可能把别的程序的内存也给回收了,比方说把操作系统的内存给回收了,则操作系统崩溃。

第三代计算机的操作系统仍然是批处理

许多程序员怀念第一代独享的计算机,可以即时调试自己的程序。为了满足程序员们很快可以得到响应,出现了分时操作系统

如何解决第二代计算机的问题3:

分时操作系统:
多个联机终端+多道技术

20个客户端同时加载到内存,有17在思考,3个在运行,cpu就采用多道的方式处理内存中的这3个程序,由于客户提交的一般都是简短的指令而且很少有耗时长的,索引计算机能够为许多用户提供快速的交互式服务,所有的用户都以为自己独享了计算机资源

CTTS:麻省理工(MIT)在一台改装过的7094机上开发成功的,CTSS兼容分时系统,第三代计算机广泛采用了必须的保护硬件(程序之间的内存彼此隔离)之后,分时系统才开始流行

MIT,贝尔实验室和通用电气在CTTS成功研制后决定开发能够同时支持上百终端的MULTICS(其设计者着眼于建造满足波士顿地区所有用户计算需求的一台机器),很明显真是要上天啊,最后摔死了。

后来一位参加过MULTICS研制的贝尔实验室计算机科学家Ken
Thompson开发了一个简易的,单用户版本的MULTICS,这就是后来的UNIX系统。基于它衍生了很多其他的Unix版本,为了使程序能在任何版本的unix上运行,IEEE提出了一个unix标准,即posix(可移植的操作系统接口Portable
Operating System Interface)

后来,在1987年,出现了一个UNIX的小型克隆,即minix,用于教学使用。芬兰学生Linus
Torvalds基于它编写了Linux

第四代计算机(1980~至今):个人计算机**

略 

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注意事项

在虚拟机中安装操作系统,和在真实的计算机中安装没有什么区别,但在虚拟机中安装操作系统,可以直接使用保存在主机上的安装光盘镜像(或者软盘镜像)作为虚拟机的光驱(或者软驱)。

可以用打开前文创建的Windows
2000虚拟机配置文件,在Virtual
Machine
Settings页中的Hardware选项卡中,选择CD-ROM项,在Connection选项区域内选中Use
ISO
image单选按钮,然后浏览选择Windows
2000安装光盘镜像文件(ISO格式)。如果使用安装光盘,则选择Use
physical drive并选择安装光盘所在光驱。

选择光驱完成后,然后单击工具栏上的播放按钮,打开虚拟机的电源,用鼠标在虚拟机工作窗口中单击一下,进入虚拟机。

如果想从虚拟机窗口中切换回主机,需要按下Ctrl+Alt热键。

安装VMware Tools

在虚拟机中安装完操作系统之后,接下来需要安装VMware
Tools。VMware
Tools相当于VMware虚拟机的主板芯片组驱动和显卡驱动、鼠标驱动,在安装VMware
Tools后,可以极大提高虚拟机的性能,并且可以让虚拟机分辨率以任意大小进行设置,还可以使用鼠标直接从虚拟机窗口中切换到主机中来。

1.从VM菜单下选择安装VMware
Tools。

2.按照提示安装,最后重新启动虚拟机即可。

 

二:多路复用

现代计算机或者网络都是多用户的,多个用户不仅共享硬件,而且共享文件,数据库等信息,共享意味着冲突和无序。

操作系统主要使用来

1.记录哪个程序使用什么资源

2.对资源请求进行分配

3.为不同的程序和用户调解互相冲突的资源请求。

我们可将上述操作系统的功能总结为:处理来自多个程序发起的多个(多个即多路)共享(共享即复用)资源的请求,简称多路复用

多路复用有两种实现方式

1.时间上的复用

当一个资源在时间上复用时,不同的程序或用户轮流使用它,第一个程序获取该资源使用结束后,在轮到第二个。。。第三个。。。

例如:只有一个cpu,多个程序需要在该cpu上运行,操作系统先把cpu分给第一个程序,在这个程序运行的足够长的时间(时间长短由操作系统的算法说了算)或者遇到了I/O阻塞,操作系统则把cpu分配给下一个程序,以此类推,直到第一个程序重新被分配到了cpu然后再次运行,由于cpu的切换速度很快,给用户的感觉就是这些程序是同时运行的,或者说是并发的,或者说是伪并行的。至于资源如何实现时间复用,或者说谁应该是下一个要运行的程序,以及一个任务需要运行多长时间,这些都是操作系统的工作。

2.空间上的复用

每个客户都获取了一个大的资源中的一小部分资源,从而减少了排队等待资源的时间。

例如:多个运行的程序同时进入内存,硬件层面提供保护机制来确保各自的内存是分割开的,且由操作系统控制,这比一个程序独占内存一个一个排队进入内存效率要高的多。

有关空间复用的其他资源还有磁盘,在许多系统中,一个磁盘同时为许多用户保存文件。分配磁盘空间并且记录谁正在使用哪个磁盘块是操作系统资源管理的典型任务。

这两种方式合起来便是多道技术

常用

VMware Workstation

在详细介绍之前,有几个概念要说明:

  1. VM(Virtual
    Machine)——虚拟机,指由Vmware模拟出来的一台虚拟的计算机,也即逻辑上的一台计算机。

2.HOST——指物理存在的计算机,Host′s
OS指HOST上运行的操作系统。

  1. Guest
    OS——指运行在VM上的操作系统。例如在一台安装了Windows
    NT的计算机上安装了Vmware,那么,HOST指的是安装Windows
    NT的这台计算机,其Host′s OS为Windows
    NT。VM上运行的是Linux,那么Linux即为Guest
    OS。

特点

1.可同时在同一台PC上运行多个操作系统,每个OS都有自己独立的一个虚拟机,
就如同网络上一个独立的PC。

2.在Windows
NT/2000上同时运行两个VM,相互之间可以进行对话,也可以在全屏方式下进行虚拟机之间对话,不过此时另一个虚拟机在后台运行。

3.在VM上安装同一种操作系统的另一发行版,不需要重新对硬盘进行分区。

4.虚拟机之间共享文件、应用、网络资源等。

5.可以运行C/S方式的应用,也可以在同一台计算机上,使用另一台虚拟机的所有资源。

使用Vmware,你可以同时运行Linux各种发行版、Dos、Windows各种版本,Unix等,你甚至可以在同一台计算机上安装多个Linux发行版、
多个Windows版本。笔者安装了Windows NT下的Vmware后,在VM上安装Red Hat
Linux,成功
运行了Xwindow,同时也在虚拟机下安装了Windows
98。这简直令人难以置信!但是,这一切发生了,是Vmware帮助的结果!

Vmware对虚拟硬盘大小有限制,创建后以后就不允许用户再更改了。虚拟硬盘实际上是Windows
NT下的一个文件,而对于 Guest
OS,它则永远被看作是一个IDE硬盘。在虚拟机中,尚没有SCSI、RAID的概念。

不过,你不必担心,尽管在虚拟机中不支持SCSI盘,但是,虚拟磁盘却可以建立在任何种类的硬盘上,包括IDE、SCSI甚至RAID阵列上。这些盘上的文件系统可以是FAT16、FAT32、NTFS等。此外,虚拟盘也可建立在一个可移动的磁盘上,还可以建立在一个网络文件服务器上。如果用户愿意,也可以放置在一个已划分好的分区上。

在Vmware的窗口上,模拟了多个按键,分别代表打开虚拟机电源、关闭虚拟机电源、Reset键等等。
这些按键的功能就如同真正的按键一样。如果你的Guest OS是Linux
,而你不是通过halt命令或 reboot命令关闭Linux
系统的。那么,下次启动Linux的时,Linux就会自动进行文件系统的检查与修复。因为它认为上次关机是一次真实的断电事故。

VMware
可以使你在一台机器上同时运行二个或更多Windows、DOS、LINUX系统。与“多启动”系统相比,VMWare采用了完全不同的概念。多启动系统在一个时刻只能运行一个系统,在系统切换时需要重新启动机器。VMWare是真正“同时”运行,多个操作系统在主系统的平台上,就像标准Windows应用程序那样切换。而且每个操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据,你甚至可以通过网卡将几台虚拟机用网卡连接为一个局域网,极其方便。安装在VMware操作系统性能上比直接安装在硬盘上的系统低不少,因此,比较适合学习和测试。
使我们可以在同一台PC机上同时运行Windows NT、Linux、Windows
9x、FreeBSD……可以在使用Linux的同时,即时转到Win
9x中运行Word。如果要使用Linux,只要轻轻一点,又回到Linux之中。就如同你有两台计算机在同时工作。实现的工具就是:虚拟计算平台——Vmware。

Parallels Desktop

Parallels Desktop是适用于Mac
OS平台上的虚拟机解决方案。无需重启即可在同时一台Mac电脑上随时访问Windows和Mac两个系统上的众多应用程序。与VMware最大的区别在于

图片 8Parallels Desktop

Parallels
Desktop无需重启,两个系统同时运行。两系统间可以实现文件互传,素材共用。[2] 

融合模式(Coherence)支持不显示Windows但是仍使用其应用程序,或者在Mac上保留熟悉的Windows背景与开始菜单。两种同时运行Windows与Mac应用程序的方式都不会对性能产生任何影响。

多虚拟机支持:Windows、Linux、Chrome
OS、Mac
OS、Android
OS等。

Virtual PC

Virtual
PC是微软公司(Microsoft)
收购过来的,最早不是微软开发的。Virtual
PC可以允许你在一个工作站上同时运行多个PC操作系统,当你转向一个新OS时,可以为你运行传统应用提供一个安全的环境以保持兼容性,它可以保存重新配置的时间,使得你的支持,开发,培训工作可以更加有效。

Virtual PC
在使用PowerPC处理器的Mac OS
X版本上,其模拟机“使用”Intel Pentium 4处理器及440BX
系列的主板;而在Windows版本上,会使用电脑本身的处理器。模拟电脑上使用一块标准的SVGA
VESA图卡,并与S3 Trio 64 PCI 8 MByte Video
RAM版本的兼容。主板使用American
Megatrends (AMI)的BIOS。并有“内置”的 Creative Labs Sound Blaster 16
PnP声卡
(Vista上或运行模拟Vista环境时,则使用Vista本身的音效系统,因为Vista并不支援Creative
Labs Sound Blaster)及DEC 21041 或 DEC 21140的Ethernet网卡。

目录

  • 模拟环境

  • 基于Intel的苹果机支持

  • USB支援

  • 其他

  • 英文释义

  • Windows7中加载Virtual PC映像技巧

图片 9

操作系统简介

 

阅读目录


  • 为什么要有操作系统

  • 本节目标

  • 什么是操作系统
  • 四 操作系统与普通软件的区别

  • 操作系统发展史

  • 本节重点知识总结
  • 一:操作系统的俩大作用
  • 二:多路复用

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模拟环境

即使Virtual
PC的兼容性很高,但不是所有软件都能在Virtual
PC中正常地运行,因为那些软件可能使用一些未公开的硬件或使用一些不支援的指令。一些人或组织借此贬低他,比如,在VirtualPC
2004
SP1中,如果有打印机使用LPT1端口,则虚拟机不能识别。这个漏洞在Virtual
PC 2007中得到改善。

苹果麦金塔电脑版本的Virtual
PC用动态重新编译转换x86的机械码至相等的PowerPC机械码,使Mac可以执行标准pc的程序。

微软Windows版本的Virtual
PC也是用动态重新编译,因为原本就能执行使用者模式和virtual 8086
mode的x86机械码,所以就只是转换核心模式和真实模式到使用者模式的x86机械码。

通常还提供一些客户端的呼叫函式库(特别是使用某些客户端的延伸功能),来加速模拟或提供更多的功能像整合原执行主机环境变量。

Virtual PC
可以在你的电脑上能同时模拟多台电脑,虚拟的电脑使用起来与一台真实的电脑一样,可以进行bios设定,可以给它的硬盘进行分区,格式化,操作系统你可以安装
DOS,Windows 95, Windows 98,Windows ME,Windows 2000,Windows
XP,Windows Server 2003,UNIX,LINUX等等,你可以在你的 Windows XP 里运行
Linux。

基于Intel的苹果机支持

微软宣布在2006 年8月7 日,
真正个人计算机认为Mac不会被端起对英特尔Mac
平台。微软陈述了
“可选择的解决方案由苹果计算机公司和其它贩卖者提供,
与窗口的一个充分地被包装的零售拷贝被结合, 将满足这需要。”

苹果计算机公司宣布了和早先运输了新兵训练所预览发行。根据苹果计算机公司,
新兵训练所的一个完成的版本将运输以Mac OS x 10.5 “Leopard.”
新兵训练所将允许Windows XP
被安装在新基于英特尔的橡皮防水布硬盘的另外分开。这允许用户解雇入或Mac
OS x 或窗口,
虽然不同时。一的包括对连续窗口根据应用的解决办法在Macintosh
硬件减少需要对于真正个人计算机的英特尔版本。

有并且只能选其中之一的产品从Parallels, Inc. 告诉的Parallels Desktop
为Mac 。这种应用被设计利用Intel’s
新技术叫做是新英特尔核心处理器的一部分多数Apple’s
最新的计算机使用的英特尔Virtualization 技术。由使用I-VT,
它增加客人操作系统的表现,
使它更加实用至于规则使用。平行桌面并且看齐更新的硬件比微软真正个人计算机。VMware
和VirtualBox 并且宣布,
他们发布他们的软件的Mac OS x
版本。

四、操作系统的功能

过程

下面通过例子,介绍使用VMware
Workstation创建虚拟机的方法与步骤。

1.运行VMware Workstation 6,单击“File→New→Virtual
Machine”命令,进入创建虚拟机向导,或者直接按“Crtl+N”快捷键同样进入创建虚拟机向导。

2.在弹出的欢迎页中单击“下一步”按钮。

3.在“Virtual machine
configuration”选项区域内选择“Custom”单选按钮。

4.在Choose the Virtual Machine Hardware
Compatibility页中,选择虚拟机的硬件格式,可以在Hardware
compatibility下拉列表框中,在VMware Workstation 6、VMware Workstation
5或VMware Workstation 4三者之间进行选择。通常情况下选择Workstation
6的格式,因为新的虚拟机硬件格式支持更多的功能,选择好后单击“下一步”按钮。

5.在Select a Guest Operating
System对话框中,选择要创建虚拟机类型及要运行的操作系统,这里选择Windows
2000 Professional操作系统,单击“下一步”按钮。

6.在Name the Virtual
Machine对话框中,为新建的虚拟机命名并且选择它的保存路径。

7.在Processors选项区域中选择虚拟机中CPU的数量,如果选择Two,主机需要有两个CPU或者是超线程的CPU。

8.在Memory for the Virtual
Machine页中,设置虚拟机使用的内存,通常情况下,对于Windows
98及其以下的系统,可以设置64MB;对于Windows
2000/XP,最少可以设置96MB;对于Windows 2003,最低为128MB;对于Windows
Vista虚拟机,最低512MB。

9.在Network
Type页中选择虚拟机网卡的“联网类型”

选择第一项,使用桥接网卡(VMnet0虚拟网卡),表示当前虚拟机与主机(指运行VMware
Workstation软件的计算机)在同一个网络中。

选择第二项,使用NAT网卡(VMnet8虚拟网卡),表示虚拟机通过主机单向访问主机及主机之外的网络,主机之外的网络中的计算机,不能访问该虚拟机。

选择第三项,只使用本地网络(VMnet1虚拟网卡),表示虚拟机只能访问主机及所有使用VMnet1虚拟网卡的虚拟机。主机之外的网络中的计算机不能访问该虚拟机,也不能被该虚拟机所访问。

选择第四项,没有网络连接,表明该虚拟机与主机没有网络连接。

10.在Select I/O Adapter
Type页中,选择虚拟机的SCSI卡的型号,通常选择默认值即可。

11.在Select a Disk页中,选择Create a new virtual
disk(创建一个新的虚拟硬盘)。

12.在Select a Disk
Type页中,选择创建的虚拟硬盘的接口方式,通常选择默认值即可。

13.在Specify Disk
Capacity页中设置虚拟磁盘大小,对于一般的使用来说,选择默认值即可。

14.在Specify Disk File页的Disk
file选项区域内设置虚拟磁盘文件名称,通常选择默认值即可,然后单击完成按钮。

安装操作系统

每个客户都获取了一个大的资源中的一小部分资源,从而减少了排队等待资源的时间。

中文名        虚拟机      外文名  virtual machine  

第二代如何解决第一代的问题:
1.把一堆人的输入攒成一大波输入,
2.然后顺序计算(这是有问题的,但是第二代计算也没有解决)
3.把一堆人的输出攒成一大波输出

安装

VMware
Workstation虚拟机是一个在Windows或Linux计算机上运行的应用程序,它可以模拟一个基于x86的标准PC环境。这个环境和真实的计算机一样,都有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备,提供这个应用程序的窗口就是虚拟机的显示器。

在使用上,这台虚拟机和真正的物理主机没有太大的区别,都需要分区、格式化、安装操作系统、安装应用程序和软件,总之,一切操作都跟一台真正的计算机一样。虚拟机可以为电脑爱好者进行的一系列系统攻击行为做一个示范或演练,可以让我们熟悉各种的系统攻击行为,从而保护电脑。

一条是面向字的:大型的科学计算机,如IBM 7094,主要用于科学计算和工程计算

杀毒技术

虚拟机并不是新技术,操作系统,已经成为许多评测人员和计算机病毒分析人员必需工作条件。而将虚拟机技术应用到杀毒方面,却是一个杀毒业界一直在追求和探索的课题。由于大部分的病毒及木马都会加密加壳,所以在未激活的状态下杀毒软件是无法进行扫描的。而
“虚拟机杀毒技术”即是在电脑中创造一个虚拟CPU环境,将病毒在虚拟环境中激活,根据其行为特征,从而判断是否是病毒。有专家认为,所谓虚拟机技术,就是用软件先虚拟一套运行环境,让病毒先在该虚拟环境下运行,从而观察病毒的执行过程。这个技术主要用来应对加壳和加密的病毒,因为这两类病毒在执行时最终还是要自身脱壳和解密的,这样,杀毒软件就可以在其“现出原形”之后通过特征码查毒法对其进行查杀。

特点:
设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人员直接有了明确的分工,计算机被锁在专用空调房间中,由专业操作人员运行,这便是‘大型机’。

流行的虚拟机软件有VMware(VMWare
ACE)、Virtual
Box和Virtual
PC,它们都能在Windows系统上虚拟出多个计算机。

一、什么是操作系统

寄存器

Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似。

Java虚拟机的寄存器有四种:

pc:Java程序计数器。

optop:指向操作数栈顶端的指针。

frame:指向当前执行方法的执行环境的指针。

vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针。

Java虚拟机

Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器)。

所有寄存器都是32位的。

需要指出的是,操作系统的实际客户是应用程序(应用程序员负责开发应用程序,因而也可以说应用程序员是操作系统的客户)。应用程序直接与操作系统及其抽象打交道。而最终,用户则是与应用程序(即用户接口)打交道,或者是命令行shell或者是图形界面(比如桌面),它们都只是运行于操作系统之上的应用软件,并不属于操作系统。

VMware

VMware是 EMC 公司旗下独立的软件公司,1998 年 1 月,Stanford 大学的
Mendel Rosenblum 教授带领他的学生 Edouard Bugnion 和 Scott Devine
及对虚拟机技术多年的研究成果创立了 VMware
公司,主要研究在工业领域应用的大型主机级的虚拟技术计算机,并于 1999
年发布了它的第一款产品:基于主机模型的虚拟机 VMware Workstation。尔后于
2001 年推出了面向服务器市场的 VMware GSX Server 和 VMware ESX
Server。今天 VMware
是虚拟机市场上的领航者,其首先提出并采用的气球驱动程序(balloon
driver),影子页表(shadow page table),虚拟设备驱动程序(Virtual
Driver)等均已被后来的其它虚拟机如 Xen 采用。[1] 

VMware在最新的Workstation 7中添加了对Aero Glass等功能的支持。

除了支持Aero效果,VMWare Workstation
7还新增了很多功能,下面列出部分新增功能:

*完善了对3D的支持

*支持最新Windows 7 WDDM驱动

*支持vSphere 4.0和ESX

*可直接使用虚拟机进行打印

*AutoProtect

*支持对虚拟机进行加密

*支持IPv6、ALSA

*虚拟磁盘可扩展,无需使用额外软件Java虚拟机

 

分类

微软虚拟机 Mac虚拟机 IBM虚拟机 HP虚拟机
SWsoft虚拟机 SUN虚拟机 Intel虚拟机 AMD虚拟机
Java虚拟机 BB虚拟机 Linux虚拟机   

第一代计算机(1940~1955):真空管和穿孔卡片

其他

Microsoft Virtual PC
2007并不支持Windows的家用版。若在家用版Windows上安装Virtual PC
2007,系统会有弹出信息提示,指“系统并不支援现时的架构”。不过,具体来说,Virtual
PC 2007在家用版Windows上依然可以正常运行。

现代操作系统的前身:

RAM

ESXi服务器内RAM资源通常有限,因此在给虚拟机分配RAM时需要格外小心。VMkernel在处理RAM时非常巧妙;允许虚拟机使用ESXi服务器所有的物理内存而且会尽量避免占用物理内存却没有真正使用的情况。

物理内存被完全用完后,VMkernel必须确定哪些虚拟机能够保留物理内存,哪些虚拟机要释放物理内存。这称之为“内存回收”。当虚拟机占用的物理内存被回收后,存在的一个风险就是会对虚拟机的性能造成影响。虚拟机被回收的内存越多,相应的风险也就越大。

最明智的是只为虚拟机分配完成工作所需要的内存。分配额外的内存将会增加回收风险。另一方面,当虚拟机操作系统将未被使用的内存用作磁盘缓存时,将会显著降低对磁盘系统的性能要求,所以这里有一个折衷问题。

对于数据库服务器以及VDI桌面来说,为虚拟机分配更多的内存往往更划算—在一台ESXi服务器上运行更少的虚拟机—而不是购买高性能的磁盘阵列。关键在于针对虚拟机的负载分配足够多内存而且没有浪费。

 优点:批处理,节省了机时

Java

Java虚拟机(JVM)是Java Virtual
Machine的缩写,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能模拟来实现的。Java虚拟机有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。

为什么要使用Java虚拟机 

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

谁需要了解Java虚拟机

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。

Java虚拟机支持的数据类型

Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:

byte://1字节有符号整数的补码

short://2字节有符号整数的补码

int://4字节有符号整数的补码

long://8字节有符号整数的补码

float://4字节IEEE754单精度浮点数

double://8字节IEEE754双精度浮点数

char://2字节无符号Unicode字符

几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢。

虚拟机支持的其它数据类型包括:

object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用

returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令

注:Java数组被当做object处理。

虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可

移植性。

后来一位参加过MULTICS研制的贝尔实验室计算机科学家Ken
Thompson开发了一个简易的,单用户版本的MULTICS,这就是后来的UNIX系统。基于它衍生了很多其他的Unix版本,为了使程序能在任何版本的unix上运行,IEEE提出了一个unix标准,即posix(可移植的操作系统接口Portable
Operating System Interface)

Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区。

(1)局部变量区

每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。它们按照与vars寄存器的字偏移量来寻址。局部变量都是32位的。长整数和双精度浮点数占据了两个局部变量的空间,却按照第一个局部变量的索引来寻址。(例如,一个具有索引n的局部变量,如果是一个双精度浮点数,那么它实际占据了索引n和n+1所代表的存储空间。)虚拟机规范并不要求在局部变量中的64位的值是64位对齐的。虚拟机提供了把局部变量中的值装载到操作数栈的指令,也提供了把操作数栈中的值写入局部变量的指令。

(2)运行环境区

在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常传播。

·动态链接

运行环境包括对指向当前类和当前方法的解释器符号表的指针,用于支持方法代码的动态链接。方法的class文件代码在引用要调用的方法和要访问的变量时使用符号。动态链接把符号形式的方法调用翻译成实际方法调用,装载必要的类以解释还没有定义的符号,并把变量访问翻译成与这些变量运行时的存储结构相应的偏移地址。动态链接方法和变量使得方法中使用的其它类的变化不会影响到本程序的代码。

·正常的方法返回

如果当前方法正常地结束了,在执行了一条具有正确类型的返回指令时,调用的方法会得到一个返回值。执行环境在正常返回的情况下用于恢复调用者的寄存器,并把调用者的程序计数器增加一个恰当的数值,以跳过已执行过的方法调用指令,然后在调用者的执行环境中继续执行下去。

·异常和错误传播

异常情况在Java中被称作Error(错误)或Exception(异常),是Throwable类的子类,在程序中的原因是:①动态链接错,如无法找到所需的class文件。②运行时错,如对一个空指针的引用

·程序使用了throw语句。

当异常发生时,Java虚拟机采取如下措施:

·检查与当前方法相联系的catch子句表。每个catch子句包含其有效指令范围,能够处理的异常类型,以及处理异常的代码块地址。

·与异常相匹配的catch子句应该符合下面的条件:造成异常的指令在其指令范围之内,发生的异常类型是其能处理的异常类型的子类型。如果找到了匹配的catch子句,那么系统转移到指定的异常处理块处执行;如果没有找到异常处理块,重复寻找匹配的catch子句的过程,直到当前方法的所有嵌套的catch子句都被检查过。

·由于虚拟机从第一个匹配的catch子句处继续执行,所以catch子句表中的顺序是很重要的。因为Java代码是结构化的,因此总可以把某个方法的所有的异常处理器都按序排列到一个表中,对任意可能的程序计数器的值,都可以用线性的顺序找到合适的异常处理块,以处理在该程序计数器值下发生的异常情况。

·如果找不到匹配的catch子句,那么当前方法得到一个”未截获异常”的结果并返回到当前方法的调用者,好像异常刚刚在其调用者中发生一样。如果在调用者中仍然没有找到相应的异常处理块,那么这种错误传播将被继续下去。如果错误被传播到最顶层,那么系统将调用一个缺省的异常处理块。

(3)操作数栈区机器指令只从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中。选择栈结构的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的机器(如Intel486)上,也能够高效地模拟虚拟机的行为。操作数栈是32位的。它用于给方法传递参数,并从方法接收结果,也用于支持操作的参数,并保存操作的结果。例如,iadd指令将两个整数相加。相加的两个整数应该是操作数栈顶的两个字。这两个字是由先前的指令压进堆栈的。这两个整数将从堆栈弹出、相加,并把结果压回到操作数栈中。

每个原始数据类型都有专门的指令对它们进行必须的操作。每个操作数在栈中需要一个存储位置,除了long和double型,它们需要两个位置。操作数只能被适用于其类型的操作符所操作。例如,压入两个int类型的数,如果把它们当作是一个long类型的数则是非法的。在Sun的虚拟机实现中,这个限制由字节码验证器强制实行。但是,有少数操作(操作符dupe和swap),用于对运行时数据区进行操作时是不考虑类型的。

无用单元收集堆

Java的堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间。Java语言具有无用单元收集能力:它不给程序员显式释放对象的能力。Java不规定具体使用的无用单元收集算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。

第三代计算机的操作系统仍然是批处理

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