从头开发一个RISC-V的操作系统(一)计算机系统漫游

文章目录

目标:通过这一个系列课程的学习,开发出一个简易的在RISC-V指令集架构上运行的操作系统。

前提

这个系列的大部分文章和知识来自于:[完结] 循序渐进,学习开发一个RISC-V上的操作系统 - 汪辰 - 2021春,以及相关的github地址

在这个过程中,这个系列相当于是我的学习笔记,做个记录。

计算机的硬件组成

计算机通过总线连接不同的设备,CPU(Central Processing Unit) 和 内存(Memory)之间通过IO桥进行连接。程序保存在硬盘(Disk)中。一个简易的CPU主要有算数逻辑单元(Arithmetic Logical Unit)、控制单元(Control Unit)、寄存器(Register)三部分,其中ALU用来做计算,CU用来取指令、译码等,寄存器用来存储数据。

计算机有两种架构:冯诺依曼架构和哈佛架构,它们之间的区别是:冯诺依曼架构会将指令和数据存储在一个memory里,而哈佛架构会将指令和数据分别存储在两个memory里。

程序的存储与执行

当我们有一个.c程序,通过编译器进行编译链接后就会输出一个可执行文件(也就是二进制文件,包括了指令和数据),当我们运行这个可执行文件时,首先它会被加载到内存中,然后CU会在内存读取这些指令(取指),然后对每一条指令进行解析(译码),最终执行每一条指令。CU里有一个指令寄存器和一个程序计数器,它们的作用分别是对指令进行译码和记录指令在内存中的地址(我们知道,指令是保存在内存中的,所以我们必须知道某一条指令在内存中的地址,才可以获取它)。

操作系统

CPU根据不同的指令集架构(ISA)进行设计,应用程序在计算机中是最顶层的,硬件是最底层,它们的中间是操作系统。应用程序和操作系统之间有一个接口,称为系统调用。操作系统和底层硬件之间也有一个接口,称为指令集架构。

相关推荐
开开心心就好6 天前
内存清理软件灵活设置,自动阈值快捷键清
运维·服务器·windows·pdf·harmonyos·risc-v·1024程序员节
国科安芯7 天前
基于RISC-V架构的抗辐照MCU在空间EDFA控制单元中的可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·性能优化·架构·risc-v·安全性测试
国科安芯9 天前
空间站机械臂中MCU与CANFD抗辐照芯片的集成研究
单片机·嵌入式硬件·fpga开发·架构·risc-v
信创天地10 天前
国产化分布式服务框架双雄:Dubbo与Spring Cloud Alibaba 服务调用解决方案全解析
人工智能·系统架构·开源·dubbo·运维开发·risc-v
weixin_5531320717 天前
探索Vortex开源GPGPU:RISC-V SIMT架构(4-2),TCU 矩阵计算(1)
矩阵·架构·github·risc-v·wmma·simt·tcu
OpenAnolis小助手20 天前
RISC-V 基金会 Data Center SIG 第六次会议圆满结束,推动数据中心缺口改进及引入
ai·risc-v
码云数智-园园20 天前
“架构之争,生态之合”:.NET 生态系统对 LoongArch 与 RISC-V 的支持深度解析
架构·.net·risc-v
国科安芯21 天前
火箭传感器控制单元的抗辐照MCU选型与环境适应性验证
单片机·嵌入式硬件·架构·risc-v·安全性测试
蒹葭玉树1 个月前
【C++上岸】C++常见面试题目--操作系统篇(第三十期)
c++·面试·risc-v
国科安芯1 个月前
面向星载芯片原子钟的RISC-V架构MCU抗辐照特性研究及可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·架构·制造·risc-v·pcb工艺·安全性测试