第二天 作業系統結構

作業系統的服務有三類：使用者function、檔案系統及系統本身資源分享。
對使用者來說，服務有使用者介面(CLI命令型態、GUI圖形化、Batch批次)、程式執行和I/O系統的行程。對檔案系統而言，有檔案的新增、刪除、查詢、目錄、通訊跟錯誤的偵測。而系統本身的服務包含，資源的分配(主要有CPU cycles、主記憶體、檔案儲存跟I/O裝置)、紀錄系統被使用多少以及保護系統安全。
此圖可以顯示作業系統的服務

上圖中的system call，是使用者或程式透過使用者介面的運用跟作業系統溝通。跟作業系統本身的服務要溝通時那些API就是系統呼叫。下面的圖可以解釋API、system call跟作業系統的關係

系統呼叫時，參數的傳遞是非常重要的。有三種較為常見的傳遞方法，1.簡單的就直接傳到寄存器內，2.在Linux較常用的是把參數存在address of block內在傳進去，3.用push或stack的方式，這樣參數的傳遞可以比較多。

而系統的呼叫有哪些呢？其實系統呼叫可以做的事有非常多，像是process control、file management、device management、information maintenance、communication跟protection。
那system call跟system program有什麼區別呢？簡單來說，system call是programmer寫程式來跟系統溝通，而system program就是讓使用者運用來跟系統溝通，使用者不需用寫程式。

作業系統的架構從舊到新可分為，simple structure(MS-DOS) -> more complex(UNIX) -> layered(an abstraction) -> microkernel(Mach)
作業系統架構歷史中microkernel是非常重要的，讓kernel的部分縮小，讓多數的部分移到user的地方。所有的作業系統因為太複雜，轉變成一個個的模組，當有需要用到時再load下來執行，這樣方便管理且有共同介面可以溝通。現在多數的作業系統都是混合型的，把不同的模組組合在一起。

作業系統的除錯非常重要，因為作業系統是非常大的，所以會需要log files來記錄。如果發生錯誤時，會產生core dump把現在的狀態記錄下來。在除錯中，也會運用trace listing，把發生事件的過程記錄下來。

作業系統並不是專為一個系統，因為每個硬體並不一樣，所以會用SYSGEN告訴我們configuration是適合用哪種再把kernel載下來。講到SYSGEN就會連帶提到system boot，system boot就是開機時，會從一個固定的地方(例如：硬碟)把kernel load 下來。

以上的圖片源自課程operating-system structures ppt