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  • 计算机存储设备

    千次阅读 2013-04-26 19:20:24
    在嵌入式开发中,每天都在跟ROM/Flash、RAM/SDRAM打交道,还有那些默默无闻的片内SRAM和EEPROM。但是对SDR/DDR等概念的区分始终不是那么透彻,故网罗相关资料,系统整理了一下ROM/RAM等存储设备的概念...常见存储设备

    在嵌入式开发中,每天都在跟ROM/Flash、RAM/SDRAM打交道,还有那默默无闻的片内SRAM和EEPROM。但是对SDR/DDR等概念的区分始终不是那么透彻,故网罗相关资料,系统整理了一下ROM/RAM等存储设备的概念。


    1存储设备

    1.1 存储设备概述

    存储设备是用于储存信息的设备或设备。通常是将信息数字化后再以利用电、磁或光学等方式的媒体加以存储。

    常见的存储设备有:(1)利用电能方式存储信息的设备如:各式存储器,如各式随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等;(2)利用磁能方式存储信息的设备如:硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器;(3)利用光学方式存储信息的设备如:CD或DVD;(4)利用磁光方式存储信息的设备如:MO(磁光盘);(5)利用其他实体物如纸卡、纸带等存储信息的设备如:打孔卡、打孔带等。

    具体驱动设备的例子如:磁带机 (magnetic tape machine)、软磁盘 (floppy diskette drive)、硬磁盘 (hard disk drive)、固态硬盘(Solid State Disk)、光盘机 (CD drive 或 DVD drive)、纸带穿孔与读取机 (punch-tape machine)。

    1.2 主存储器和辅助存储器

    存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器。由于寄存器和高速缓存一般是属于硬件配置范畴,故一般所说的主存储器主要是指内存,外部存储器主要是指硬盘(也称磁盘)。

    内存的特点是存取速率快,一般用来存储运算时的数据。我们平常使用的程序,如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等,一般都是安装在硬盘等外存上的,但仅此是不能使用其功能的,必须把它们调入内存中运行,才能真正使用其功能。我们平时输入一段文字,或玩一个游戏,其实都是在内存中进行的。就好比在一个书房里,存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存,而我们工作的办公桌就是内存。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上,而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上,当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。

    1.3 随机存取和易失性

    1.3.1随机存取

    所谓“随机存取”,指的是当存储器中的信息被读取或写入时,所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对的,读取或写入顺序访问(Sequential Access)存储设备中的信息时,其所需要的时间与位置就会有关系(如磁带)。

    计算机的主存储器可以被随机的访问,典型的位置信息使用内存的物理地址,无论存储的内容怎么变化,物理地址是不变的。卷起的磁带没有地址定位,当我们想听某一首歌曲时,只能靠手工快进或倒带模糊定位

    1.3.2 易失性

    内存一般为非永久性或易失性存储器(Volatile Memory),在断电的时候,将失去所存储的内容。内存储器的作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

    外存储器是指除CPU寄存器、高速缓存和内存以外的存储器,此类存储器一般断电后仍然能保存数据。通常称这类存储器为永久性或非易失性存储器(Non-volatile Memory),常见的外储存器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。

    1.3.3 刷新

    现代的随机存取存储器依赖电容器存储数据。电容器充满电后代表1(二进制),未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形,若不作特别处理,电荷会渐渐随时间流失而使数据发生错误。刷新是指重新为电容器充电,弥补流失了的电荷,需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。

     

    2易失性存储器

    易失性存储器(Volatile memory)是指当电流关掉后,所存储的数据便会消失的电脑存储器。

    RAMRandom Access Memory,随机存取存储器),存储单元的内容可按需随意取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。按照存储信息的不同,随机存储器又分为静态随机存储器(Static RAM,SRAM)和动态随机存储器(Dynamic RAM,DRAM)。

    2.1SRAMStatic RAM, 静态随机存取存储器)

    SRAM中的每一bit存储在由4个场效应管(M1,M2, M3, M4)构成两个交叉耦合的反相器中。另外两个场效应管(M5, M6)是存储基本单元到用于读写的位线(Bit Line)的控制开关。所谓的“静态”,是指这种存储器只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持。然而,当电力供应停止时,SRAM储存的数据还是会消失

    SRAM易于控制,随机访问快速、功耗低(特别是在空闲状态),因此SRAM主要用于带宽要求高或者功耗要求低的场合。SRAM一般主要集成于芯片内:(1)作为微控制器的RAM或者L1 Cache(通常从32 B到128KB);(2)作为强大的微处理器的主cache,如x86系列与许多其它CPU(从8 kiB到几百万字节的量级);(3)作为寄存器(参见寄存器堆);(4)用于特定的IC或ASIC(通常在几千字节量级),例如交换芯片PCU单元中的Rx/Tx FIFO缓存;(5)用于FPGA与CPLD;(6)LCD显示器或者打印机也通常用SRAM来缓存数据。

    由于复杂的内部结构,SRAM比DRAM的占用面积更大,且SRAM比DRAM更为昂贵,因而不适合用于更高存储密度低成本的应用,如PC机内存。DRAM由于具有较低的单位容量价格,所以被大量的采用作为系统的主存

    2.2 DRAMDynamic RAM,动态随机存取存储器)

    DRAM利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特(bit)是1还是0。由于在现实中电容会有漏电的现象,导致电位差不足而使记忆消失,因此除非电容经常周期性地充电刷新,否则无法确保记忆长存。由于这种需要定时刷新的特性,因此被称为“动态”存储器。相对来说,“静态”存储器(SRAM)只要存入数据后,纵使不刷新也不会丢失记忆。同SRAM,当电力供应停止时,DRAM存储的数据也会消失。

    与SRAM相比,DRAM的优势在于结构简单——每一个比特的数据都只需一个电容跟一个晶体管来处理,相比之下在SRAM上一个比特通常需要六个晶体管。正因这缘故,DRAM拥有非常高的密度,单位体积的容量较高因此成本较低。但相反的,DRAM也有访问速度较慢,耗电量较大的缺点。由于DRAM的性价比很高,且扩展性也不错,是现今一般电脑主存的最主要部分。

    2.3 SDRAMSynchronous DRAM,同步动态随机存取存储器)

    同步动态随机存取内存是有一个同步接口的动态随机存取内存(DRAM)。通常动态随机存取内存(DRAM)是有一个异步接口的,这样它可以随时响应控制输入的变化。而SDRAM有一个同步接口,在响应控制输入前会等待一个时钟信号,这样就能和计算机的系统总线同步。时钟被用来驱动一个有限状态机,对进入的指令进行流水线操作。这使得SDRAM与没有同步接口的异步RAM(Asynchronous DRAM)相比,可以有一个更复杂的操作模式。

    传统的SDR(SDRAM)只能在信号的上升沿进行数据传输,而新一代DDR SDRAM却可以在信号的上升下降沿都进行数据传输。所以DDR内存在每个时钟周期都可以完成两倍于SDRAM的数据传输量,这也是DDR的意义——Double Data Rate,双倍数据速率。

    DDR SDRAMDouble-Data-Rate SDRAM,双倍数据率同步动态随机存取存储器)为具有双倍数据传输率的SDRAM,其数据传输速度为系统时钟频率之两倍,由于速度增加,其传输性能优于传统的SDRAM。DDRSDRAM在系统时脉的上升延下降延都可以进行数据传输。

    DDR2 SDRAMDouble-Data-Rate Two SDRAM,第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器),是一种电脑存储器规格。它属于SDRAM家族的存储器产品,提供了相较于DDR SDRAM更高的运行性能与更低的电压,是DDR SDRAM(双倍数据率同步动态随机存取存储器)的后继者(增加至四倍,也是现时流行的存储器产品。

    DDR3 SDRAMDouble-Data-Rate Three SDRAM,第三代双倍数据率同步动态随机存取存储器),是一种电脑存储器规格。它属于SDRAM家族的存储器产品,提供了相较于DDR2 SDRAM更高KSEG0的运行性能与更低的电压,是DDR2 SDRAM(四倍数据率同步动态随机存取存储器)的后继者(增加至八倍),也是现时流行的存储器产品。

    目前DDR3内存在DRAM领域占据了85%到90%的份额,DDR4内存的标准规范已经制定完成,三星、海力士等也早都陆续完成了样品,预计到2014年才会正式登场亮相,并在不久的将来普及成为新的主流规格。

    需要指明的是SDRAM在加电后,并不能立即使用,需要进行初始化设置好参数才能保存数据。SDRAM还需设置内存的刷新时间,如果设置时间不对,就不能保存数据了。

     

    3非易失性存储器

    非易失性存储器中,依存储器内的数据是否能在使用电脑时随时改写为标准,可分为二大类产品,即ROM和Flash memory。

    3.1 ROMRead Only Memory,只读存储器)

    常用于存储各种固定程序和数据,一般在出厂时经特殊的工序将资料烧录其中(program written when manufactured),在系统停止供电的时候仍然可以保持数据。ROM中的内容只能读不能改写,一旦烧录进去,用户只能验证写入的资料是否正确,不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误,则只有舍弃不用。

    PROMProgrammable ROM,可编程程序只读内存),内部有行列式的镕丝,是需要利用电流将其烧断,写入所需的资料(programmed after manufacture),但仅能写录一次。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实现对其“编程”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”。

    EPROMErasable Programmable ROM,可擦除可编程ROM),芯片可重复擦除和写入,解决了ROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征,在其正面的陶瓷封装上,开有一个玻璃窗口,透过该窗口,可以看到其内部的集成电路,紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据(erased with UV light),完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器,并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压(VPP=12—24V,随不同的芯片型号而定)。EPROM的型号是以27开头的,如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后,还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住,以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。

    EEPROMElectrically Erasable Programmable ROM,电可擦除可编程ROM),其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程(重写)。当计算机在使用的时候是可频繁地对EEPROM进行重编程,但EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。EEPROM是一种特殊形式的闪存,其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。EEPROM一般用于即插即用(Plug & Play),常用在接口卡中,用来存放硬件设置数据。

    不像EPROM芯片,EEPROM不需从计算机中取出即可修改,只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容。不必将资料全部洗掉才能写入,而且是以Byte为最小修改单位,彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。由于EEPROM的优秀性能,以及在联机操作的便利,它被广泛用于需要经常擦除的BIOS芯片以及闪存芯片,并逐步替代部分有断电保留需要的RAM芯片,甚至取代部份的硬盘功能(见固态硬盘)。它与高速RAM成为当前最常用且发展最快的两种存储技术。例如,厂家在出厂前把所有内存配置信息写到一个EEPROM里,让BIOS启动时通过I2C总线去读取内存条上的EEPROM参数,然后对内存进行初始化。

    既然PROM、EPROM、EEPROM都是可编程的,但是为什么还称之为只读(Read Only)呢? 这个可能是指不能像访问主存那样被CPU按地址直接改写,而是要通过一定的电光手段才能擦除改写。

    3.2 Flash

    NVRAM(Non-Volatile RAM),即非易失性存储器,指广义上断电后仍能保持数据的存储设备。在多种NVRAM中,以闪存技术最为引人注目。

    快闪存储器(Flash Memory)简称“闪存”,它结合了ROM和RAM的长处,不仅具备电子可擦除可编程(EEPROM)的性能,还不会断电丢失数据,同时可以快速读取数据(NVRAM的优势),U盘和MP3里用的就是这种存储器。闪存的每一个记忆胞都具有一个“控制闸”与“浮动闸”,利用高电场改变浮动闸的临限电压即可进行编程动作。

    在过去的20年里,嵌入式系统一直使用ROM(EPROM/EEPROM)作为它们的存储设备,然而近年来Flash全面代替了ROM(EPROM/EEPROM)在嵌入式系统中的地位,用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用(U盘)。

    闪存属于EEPROM的改进产品,EEPROM可以一次只擦除一个字节(Byte),但闪存的存储体通常被组织成(Block),向闪存地址写之前要先擦除掉该地址的内容,并且对闪存的擦除粒度是单个块(Block)。

    闪存芯片有两种形式:NOR和NAND。NOR或非)用于存储嵌入式设备上的固件映象(firmware image),而NAND与非)用作大容量、高密度、廉价的、但有瑕疵的存储器,通常是固态大容量存储介质,如USB笔驱动器和DOM。

    NOR闪存芯片通过与通常RAM类似的地址线和数据线连接到处理器,可以像访问SDRAM一样,按照数据/地址总线直接访问。但NAND闪存芯片是通过I/O和控制线与设备连接的,只有8位/16位/32位甚至更多位宽的总线,每次访问都要将长地址分为几部分,一点点的分布传入才能访问NAND Flash。

    3.2.1 NOR FLASH: (任意地址数据,但按扇区数据即扇区擦除)

    NOR Flash属于芯片内执行(XIP, eXecute In Place),应用程序可以直接在其中运行,故一般用于存储嵌入式设备的启动代码。SoC复位后,bootstrap微码会自动将指令指针指向NOR Flash的零地址(after-reset starting point),开始执行这个地址所包含的指令。但是存放在ROM/Flash中的数据不能直接被修改,一般还是要将相应代码拷贝重定位到RAM中执行。

    NOR Flash根据外部接口分为普通接口和SPI接口。普通接口的NOR Flash,多数支持CFI接口,所以一般也叫做CFI接口。CFI接口,相对于串口的SPI来说,也被称为并行(Parallel)接口。

    普通的parallel/CFI/JEDEC接口的的Nor Flash的针脚比较多,芯片比较大。之所有会有SPI接口的,主要是相对CFI/Parallel的NOR Flash可以减少针脚数目,减少芯片封装大小,采用了SPI后的NOR Flash,针脚只有8个。

    SPI Nor Flash每次传输一个bit位的数据,ParallelNor Flash每次传输多个bit位的数据(有x8和x16bit两种)。SPI Nor Flash比parallel便宜,接口简单点,但速度慢。

    一般SoC芯片提供boot sel pin,供用户选择存储引导程序的Flash的类型。

    3.2.2 NAND FLASH:(按扇区数据,按扇区数据即扇区擦除)

    NAND闪存芯片与NOR不同,它们不是通过数据线和地址线连接到CPU的,而是通过一个称为NAND闪存控制器的特别电子元件与CPU对接的,许多嵌入式处理器集成了NAND控制器。因此,在NAND闪存上的代码不能直接执行,必须先复制到RAM才能执行。

    NAND技术用在USB笔驱动器、DOM、CF内存卡和SD/MMC卡等设备中,模拟标准存储接口,比如基于NAND闪存的SCSI或IDE。一般小容量的用NOR Flash,因为其读取速度快,多用来存储操作系统等重要信息;而大容量的用NAND FLASH,最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC(Disk On Chip)和我们通常用的“闪盘”。

    3.2.3 SD Card

    SD Card(Secure Digital Card),直译成汉语就是“安全数字卡”。它是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备,被广泛地应用于便携式装置上,例如智能手机、个人数码助理(PDA) 、数码相机和多媒体播放器(MP3、MP4)等。

    SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡,重量只有2克,但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。SD卡在24mm×32mm×2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLC(Multilevel Cell)技术和Toshiba(东芝)0.16u及0.13u的NAND技术,通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接,不需要额外的电源来保持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质,没有任何移动部分,所以不用担心机械运动的损坏。

     

    4 CMOS/BIOS

    CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor),互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件,是组成CMOS数字集成电路的基本单元。在计算机领域,CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片,因为可读写的特性,所以用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据,这个芯片仅仅是用来存放数据的,一般都有128~256字节的容量。CMOS RAM芯片由系统通过一块后备电池供电,因此无论是在关机状态中,还是遇到系统掉电情况,CMOS信息都不会丢失。

    BIOS(Basic Input Output System),直译就是“基本输入输出系统”。其实,它是一组固化到计算机内主板上一个ROM(EPROM或EEPROM)芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

    主板上的BIOS芯片或许是主板上唯一贴有标签的芯片,一般它是一块32针的双列直插式的集成电路,上面印有"BIOS"字样。CMOS芯片通常都集成在主板的BIOS芯片里面,所以主板上一般看不到CMOS芯片,只能看到BIOS芯片。通过BIOS程序对电脑硬件进行设置,设置好的参数放在CMOS芯片里面。

    新型计算机主板都采用Flash BIOS,使用相应的升级软件就可进行升级,Flash BIOS升级需要两个软件:一个是新版本BIOS的数据文件(需要到Internet网上去下载);一个是BIOS刷新程序(一般在主板的配套光盘上可以找到,也可到Internet网上去下载)。

     

    参考:

    RAM,SRAM,SDRAM工作原理 之一

    RAM,SRAM,SDRAM工作原理 之二

    RAM,SRAM,SDRAM工作原理 之三

    DRAM, SRAM, SDRAM的关系与区别

    SDR和DDR SDRAM的初始化操作

    NVRAM 和 flash的区别

    Is eepromand cmos the same?

    spi flash、nor flash 、nand flash

    路由器的内存和作用

    编写uboot下Nor Flash驱动的注意事项

    Flash

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  • 2.查看设备移动流量:MonCellularDataUsed参数,用于存储单月流量总量信息 二、移动网络模块设置,可见下面问题3 4G常见问题分析及处理 问题1:移动网络中的模块状态一直是模块不可用 原因分析: 1、驱动是否正常...

    一、开设备的移动网络模块
    需要用到SetMain.exe工具
    1.开移动网络模块,在setmain.exe中,写~MODEM=1
    2.查看设备移动流量:MonCellularDataUsed参数,用于存储单月流量总量信息
    二、移动网络模块设置,可见下面问题3

    4G常见问题分析及处理

    问题1:移动网络中的模块状态一直是模块不可用

    原因分析:

    1、驱动是否正常加载,可以通过进入机器后台,输入lsmod命令:

     

     

    如果出现图框中的驱动加载信息,则表示驱动已经加载成功;如果没有以上信息,则该原因是由于驱动未能正常加载。

    2、查看vi  /etc/udev/rules.d/90-3g-rename.rules文件,然后查看文件是否有相应的配置信息,如下所示:

     

    3、如果以上信息都正常,再去找硬件工程师分析模块是否正常。

    问题2:模块连接移动网络正常,在一分钟后会断开

    原因分析:

    1、网关冲突:查看通讯设置中的网络设置中是不是网关设置过,如果设置过,请将该项设置为0.0.0.0,即可解决网关冲突的问题。

    2、心跳服务器没有设置:查看移动网络中的心跳服务器是否有进行设置,如果没有请设置为一个能通过ip进行ping同且稳定的地址。

    3、如果以上问题都没有,请确认卡是不是欠费导致停机或者没有流量了。

     

    问题3:模块始终无法连接网络,但模块状态会变化。

    原因分析:

    1、先根据所插入的手动设置APN、拨号号码,然后再关闭移动网络再开启。

     

    移动           4G          3G            2G

    APN          cmnet     cmnet       cmnet

    拨号号码   *99#       *98*1#     *99***1#

    用户名       空           空               空

    密码          空           空               空

     

    联通           4g            3g

    APN        wonet        3gnet

    拨号号码  *99#       *99#

    用户名       空           card

    密码          空           card

     

    电信          4G           3G

    APN         ctnet         空

    拨号号码  *99#         #777

    用户名      空            card

    密码         空            card

     

    2、如果按上述的手动设置还是没法连接上网络,请确认卡是否欠费。

     

    问题4 手动配置能够连接上移动网络,但自动配置始终不行

    原因分析:

    1、确认参数ModemModule是否等于5,如果不是请设置成5然后重启机器即可走自动配置。

     

    问题5  机器的信号很差,但能连接上网络

    原因分析:

    1、机器中的模块天线松动了,拆开机器安装好即可。

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  • 常见的操作系统有哪些

    千次阅读 2019-12-26 19:33:42
    一、常见的操作系统有哪些? 1、Windows操作系统 应用比较广泛。 2、Linux操作系统 免费使用,类UNIX 3、Unix操作系统 无界面,使用命令操作,一般安装在服务器上面。 4、Mac操作系统 苹果公司开发的,一般...

    一、常见的操作系统有哪些?

    1、Windows操作系统

    应用比较广泛。

    2、Linux操作系统

    免费使用,类UNIX

    3、Unix操作系统

    无界面,使用命令操作,一般安装在服务器上面。

    4、Mac操作系统

    苹果公司开发的,一般PC不能使用。

    摘自:https://blog.csdn.net/a15028596338/article/details/83021719

    二、我们现在常见的操作系统的体系结构有哪些呢?

    第二节 操作系统的体系结构

    目前流行的操作系统有Windows操作系统、UNIX操作系统、Linux操作系统和Android操作系统等。

    一、Windows操作系统的体系结构

    Windows体系结构是分层的模块系统,主要层次有硬件抽象层HAL、内核、执行体和大量的子系统集合

    子系统又分为环境子系统和保护子系统,其中环境子系统仿真不同的操作系统,保护子系统提供安全功能。

    1、内核

    内核执行Windows操作系统中最基本的操作,主要提供线程调度、陷入处理和异常调度、中断处理和调度、多处理器同步、供执行体使用的基本内核对象。

    Windows操作系统的内核始终运行在核心态,代码短小紧凑,可移植性也好。通常,除了中断程序例程,正在运行的线程是不能抢先内核的。

    2、硬件抽象层

    Windows操作系统设计的一个至关重要的方面就是在多种硬件平台上的可移植性。HAL就是使这种可移植性成为可能的关键部分。HAL是一个可加载的核心态模块HAL.dll,它为运行在Windows操作系统上的硬件平台提供低级接口。

    HAL隐藏各种与硬件有关的细节

    3、执行体

    Windows的执行体是 NTOSKRNL.EXE 的上层(内核在其下层)。执行体是从用户态导出并且可以调用函数,这些函数的接口在 NTDLL.DLL 中,通过Win32API可以对它们进行访问。

    4、系统进程和系统线程

    系统进程是一种特殊类型的、只运行在核心态的“系统线程”的宿主。系统线程具有一般用户态线程的所有属性和描述表。不同点在于它们仅运行在内核态,执行加载于系统空间。

    系统线程没有用户进程地址空间,因此必须从系统内存堆中动态存储区。

    系统进程只能从内核态中调出

    二、UNIX 操作系统的体系结构

    其最里层是硬件,作为整个系统的基础。紧邻最里层的是操作系统的内核,它包括进程管理、存储器管理、设备管理、和文件管理四个资源管理功能,往外一层是系统调用接口,即操作系统与用户的接口Shell以及编译程序等;最外层是应用程序。

    1、内核层

    内核层是操作系统管理和控制中心,常驻内存。其包括两个方面的接口,一方面是内核与硬件的接口,它通常是由一组驱动程序和一些基本的例程组成;另一方面是内核和Shell接口,它由两组系统调用及命令解释程序组成。

    内核本身又可以分出两个部分,一部分是进程控制子系统,另一部分是文件子系统。

    (1)进程控制子系统,负责对四个资源中的两个资源-处理器和存储器进行管理。其功能可分为进程控制、进程通信、存储器管理和进程调度

    (2)文件子系统,负责有效管理系统中所有的设备和文件。其功能包括 文件管理、高速缓存机制、设备驱动程序

    2、系统调用层

    系统调用层介于内核层和应用层之间,是供程序员设计、应用程序开发时调用。

    UNIX系统调用包括进程管理、文件管理、终端状态等。

    3、应用层

    应用层包括各种开发工具,高级语言编译器,网络通讯处理程序等。

    所有的应用层程序都是在Shell层(命令语言解释程序)的管理和控制下为用户服务的,是面向用户的操作界面。

    三、Linux 操作系统的体系结构

    Linux系统有四个主要部分,即内核、Shell、文件系统和用户应用程序。内核、Shell和文件系统形成了基本的操作系统结构。

    1、Linux内核

    内核是操作系统的核心,它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,它决定了系统的性能和稳定性。

    Linux 内核的组成: 系统调用、内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理

    2、Linux Shell

    Shell 是系统的用户界面,提供了用户和内核进行交互操作的一种接口。它接受用户输入的命令并将它送入内核去执行,是一种命令解释器。

    3、Linux 文件系统

    文件系统是文件存储在磁盘等设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统,比如:EXT2、EXT3、FAT、FAT32、VFAT和ISO9660。

    4、Linux 应用程序

    标准的Linux系统一般都有一套称之为应用程序的程序集,包括文本编辑器、编程语言、XWindow、办公套件、Internet工具和数据库等。

    四、Android 操作系统的体系结构

    Android操作系统分为四层,从高层到底层分别是应用程序、应用架构层、系统运行层和Linux内核层。

    1、Android应用程序

    Android会同一系列核心应用程序一起发布,该应用程序包括客户端、SMS短消息程序、日历、地图、浏览器等。

    2、Android应用框架

    应用架构层为应用开发者提供了用于访问核心功能的API框架。

    应用架构层提供了各种服务和管理工具,包括应用开发所需的界面管理、数据访问、应用层的消息传递、应用包的管理、电话管理、位置管理等功能。

    3、C、C++本地库和Android运行时环境

    Android包括一些C/C++库,这些库能被Android系统中不同的组件使用。它通过Android应用程序框架为开发者提供服务,如系统C库、媒体库和SQLite库等

    Android 运行时环境(Android Runtime)提供了核心链接库(Core Libraries)和Dalvik VM虚拟系统(Dalvik Virtual Machine)。

    4、Linux 内核

    Android是基于不同版本的Linux内核开发出来的,Linux内核层包括系统层安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系列的驱动模块,位于硬件与其他软件层之间,提供与硬件的交互

    摘自:http://www.fzydk.com/31.html

    三、比较常见的操作系统有哪些

    操作系统根据任务的处理方式可以分为简单批处理系统、多道程序批处理系统、多道程序分时系统以及网络操作系统,下面对这几种系统详细介绍。
    1.简单的批处理系统:用户一次可以提交多个作业,但系统一次只处理一个作业,处理完一个作业后,再调入下一个作业进行处理。这些调度、切换系统自动完成。
    2.多道程序批处理系统简单批处理系统一次只能处理一个作业,系统资源的利用率就不高,因此出现多道程序批处理系统。把同一个批次的作业调入内存,存放在内存的不同部分,当一个作业由于等待输入输出操作而让处理机出现空闲,系统自动进行切换,处理另一个作用,这就是多道程序批处理系统。相对简单批处理系统,由于利用了处理机的空闲时间,因此多道程序批处理系统的资源利用效率要高。
    3.多道程序分时系统:一个作业只能在一个时间片的时间内使用CPU,时间到时,系统将剥夺作业CPU的使用权,然后根据一定的算法将CPU分配给其他作业使用。
    4.网络操作系统:指的是一台计算机通过一个网络接口控制器(熟称网卡)连接网络上,可以进行网络通信功能,网络资源的管理和使用的操作系统。
    根据使用环境的不同,操作系统又可以分为服务器操作系统桌面操作系统嵌入式操作系统
    现在的操作系统采用分时处理的方式执行作业。常见的操作系统有Unix、Linux、DOS、Windows、Mac等。

    常见的操作系统有Unix、Linux、DOS、Windows、Mac等。


    摘自:https://blog.csdn.net/Jake2549794390/article/details/50886806

     

    四、常见的操作系统有哪些?

    1,Microsoft Windows

    Microsoft Windows操作系统是美国微软公司研发的一套操作系统,它问世于1985年。Windows采用了图形化模式GUI,比起从前的DOS需要键入指令使用的方式更为人性化。

    2,Linux

    Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。

    3,Android

    Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统。主要使用于移动设备,如智能手机和平板电脑,由Google(谷歌)公司和开放手机联盟领导及开发。

    4,iOS

    iOS是由苹果公司开发的移动操作系统。苹果公司最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统,最初是设计给iPhone使用的,后来陆续套用到iPod touch、iPad以及Apple TV等产品上。

    5,Mac OS

    Mac OS是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界面操作系统。现行的最新的系统版本是macOS 10.14.4 ,且网上也有在PC上运行的Mac系统,简称 Mac PC。

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    Linux下USB存储设备操作

          USB存储设备常见的有U盘、USB移动硬盘、SD卡USB转换等,下面介绍一下linux下USB存储设备的一些常见操作。

    一、linux下USB存储设备的识别

          1. ls /dev/sd* ,查看USB存储设备插入前后多出的设备文件,即为此USB存储设备。

          2.df -h  ,查看插入系统里USB存储设备及对应的挂载点。

          3.sudo fdisk -l ,查看系统分区表。

    二、linux下USB存储设备分区

           1.cat /proc/partitions,查看linux系统下的存储设备及其分区。

           2.sudo fdisk /dev/sd*,sd*为要进行分区的USB存储设备

           3.mkfs.ext4 /dev/sd*n,格式化sd*设备的n分区为ext4格式

    三、linux下SD卡操作

             对于一些嵌入式系统,SD卡作为软件启动设备,不需要进行格式化。

            1.sudo hexdump -n 1048567 /dev/sd*, 其中n 1048576代表打印sd*前1M=1024*1024字节的数据

           2.sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sd* count=2000 ,表示清空sd*前1M的数据,count=2000表示2000个block,一个block

               为512字节。

            3.sddu dd if=*.bin of=/dev/sd* seek=2048,表示越过sd*设备前1M空间烧写*.bin文件。

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