4.操作系统体系结构
1.操作系统分为内核（接近硬件，下层）和非内核（接近软件，上层）
①非内核：GUI等
②内核：操作系统最核心的部分，由内核程序实现内核功能
2.大内核（宏内核）：既含有时钟管理、中断处理和原语等与硬件关联紧密的模块；也含有对数据结构进行操作的功能（进程管理、存储器管理和设备管理等）
①性能高：模块间可以直接相互调用（无需使用消息传递的方式）
②结构混乱、难以维护：内核内的功能多
③内核中某个功能出错，就可能导致整个系统崩溃：内核功能联系紧密，相互依赖
3.微内核：仅含有时钟管理、中断处理和原语等与硬件关联紧密的模块
①效率低：各模块相互调用需要通过消息传递的方式；可能需要进行多次CPU状态的转换
②功能少，易于维护：仅含有和硬件联系紧密的模块
③内核中某个功能出错，不会导致整个系统崩溃
4.分层结构：每层仅能调用比自己更低一层的功能（3调用2，2调用1），且不能跨层调用
缺点：
①难以合理定义各层边界：低层在实际情况下可能会用到高层的功能
②效率低：只能逐层进行调用（5→4→3→2→1→0）
优点：
①便于调试和验证：由于每层仅能调用比自己更低一层的功能，因此，基于下一层已经过调试的条件下，仅需对本层进行调试
②易扩充和易维护：层与层之间的接口已经确定，仅需对应上下层的接口进行设定即可完成扩展
5.模块化：内核被划分为多个模块，即内核 = 主模块（内存、进程等等） + 可加载内核模块（驱动等）
优点：
①逻辑清晰、易于维护：每个模块的功能不同（内存、进程等）
②可多模块同时进行开发：确定某个模块对外的接口后，其他模块可以使用该接口
③支持动态加载新的内核模块：添加新模块功能无需对整个内核进行重新编译
④无需消息传递就可以直接调用其他模块的功能，效率高（微内核需要使用消息传递的方式）
缺点：
①模块间的接口定义未必合理：由于模块间可以相互调用，因此，在实际情况下，模块已定义的接口未必能满足其他接口调用的需要
②难以调试和验证：调试过程中难以判断是自身出问题还是调用其他模块导致问题
6.外核：内核负责进程调度和通信；外核负责给内核分配未经抽象（使得内核能够明确知道自己申请的空间在硬盘/内存中的实际位置）的资源（例硬盘和内存的存储空间）
①用户进程可以灵活使用硬件资源
②不需要对硬件资源进行映射
5.操作系统的引导
1.硬件自检：检查是否插内存条/磁盘等
2.扫描分区表：找到活动分区
3.分区表：一种数据结构，记录每个分区的大小和地址范围
4.安装操作系统的分区为活动分区，并使用其启动操作系统，即图中C盘
5.计算机主存有RAM和ROM组成，BIOS（基本输入/输出系统）存放在ROM中，其中最重要的是ROM引导程序（自举程序）
6.RAM一经关机/断电，其中数据就丢失，而ROM不会，根据这一特性，可以令计算机在开机时固定的去ROM的某一区域中启动自举程序：ROM引导程序（自举程序）的作用是指示CPU将磁盘的主引导记录读入内存（即将磁盘引导程序和分区表读入内存）
7.CPU执行主存中的磁盘引导程序MBR → 磁盘引导程序根据分区表判断C盘存储的位置 → 读入C盘的第一部分数据，即引导记录PBR → CPU执行引导记录程序PBR → 找到启动管理器（通常存放在根目录下的某个位置）→ 启动启动管理程序（操作系统初始化程序） → CPU执行启动管理程序 → 启动管理程序完成初始化等一系列工作
8.硬件自检：即硬件是否有问题，例如有无插磁盘/内存条
