操作系统----第一章

计算机是怎么工作的

问题提出

计算机的产生

图灵机

图灵机就是模拟人脑的计算过程，缺点是他只有一套固定的逻辑

通用图灵机

而通用图灵机，他在图灵机的基础上进行了改进，他可以修改控制器的逻辑，向控制器中导入不同的逻辑，来实现不同的功能，这里的“设置控制器动作”就是控制不同的逻辑的，这一动作依赖于我们的编写的程序，我们的程序代码就是上图中的菜谱，程序代码用来设置控制器动作

计算机

将程序代码和数据存储到起来，这里的存储指的是计算机的内存，之后“运算器、控制器”会从内存中取代码指令，然后执行，这就是计算机的雏形，关键在于“取指执行”

程序代码会被翻译为汇编语言代码，每一行汇编代码，都规定了一个逻辑
计算机有一个指针，称为IP指针（也称PC指针），他会指向当前执行的程序代码，每次IP指针将程序代码传给控制器和运算器，控制器和运算器拿到逻辑和数据后，进行逻辑执行。总结下来就是 取指执行，计算机是如何工作的：取值执行

操作系统启动

电源键开启后，计算机干了什么

首先，CPU处于实模式，该模式下，该模式的寻址就是“段首址 左移四位 + 偏移地址”，而CS初始值是0xFFFF，IP初始值是0x0000.所以，CS会左移四位+IP，这里的CS和IP都是十六进制，<<4，转换成十六进制就是数字右边多个0，之后+IP，IP也是0，所以寻址之后就是0xFFFF0，而这就是BIOS程序在内存中的固定固化位置（故意这样设计，使得计算机在开机时百分百获取到IO功能，从而后续可以进行“代码载入到内存，以及从内存读代码到CPU”的工作），BIOS是基础IO系统，是一套最基本的输入输出系统，可以用来进行初始的取指令，从而交给“运算器和控制器”执行
之后检查外设，都没问题之后，

之后，BIOS（基本IO系统）将磁盘0磁道0扇区开始的一个扇区（512B大小）的代码读入到内存的0x7c00处开始。磁盘的0磁道0扇区称为引导扇区，这一块引导扇区的代码，就是操作系统的第一块代码
然后重置CS=0x07c0，IP=0x0000
所以，“控制器和运算器”就会去顺序执行CS：IP处的代码，每次都通过BIOS取指令

引导扇区的代码（bootsect.s）

移动boot代码

1、“.s”后缀是汇编文件的后缀，说明引导扇区的代码是汇编语言，与高级语言C语言的一个区别是，高级语言代码无法百分百的控制运行（如变量的地址是无法控制的），而汇编会百分百控制

2、代码段的代码解释：
刚开始的两行，是将两个宏的内容给到DS和ES，两个宏在图的右上角
而cx是计数寄存器，相当于循环变量
之后将SI和DI的寄存器内容置0
（其中，DS：SI配合寻址，ES：DI配合寻址）

rep movw，会与cx配合，这里是指重复移动256个字的内容，256字就是512B，相当于将整个引导扇区的汇编代码从0x7C00：0x0000处，移动到0x9000:0x0000
（低地址处留出了位置，具体用处后面会讲）

之后jumpi的作用是，将go这个标号所在位置的指令的地址相对于当前CS段地址的偏移量，赋值给IP指针，将INITSEG这个宏的内容赋值给CS代码段段首址寄存器
（因为当前的代码已经被整体挪到了0x9000：0x0000的位置，所以这个jumpi的作用是跳转到0x9000：0x偏移量，而go标号就在下一行，所以实际上相对而言还是顺序执行，但是又必不可少要在rep移动后执行该动作，因为程序已经挪动过了）

将setup代码载入到内存（仅仅载入，不执行）

后续代码简略说明：
1、中断，0x13是读磁盘扇区的中断，我们接下来要继续读磁盘了

2、cl规定了读磁盘时的开始扇区，al规定了读几个扇区
这里cl为02，即读第二个扇区，开始读4个，如上图下面所示，这4个扇区就是setup的扇区

3、从磁盘读到内存的哪个地址开始？，读到es：bx，即逻辑地址0x90200处，这个地址与0x90000正好差了512B
（需要注意的是，这里是向高地址顺位读，并没有占用我们之前移动bootsect所留下的地址空间（低地址处））

载入setup后，打印字符并载入system模块

最后，boot还要做两个工作：
1、0x10号中断，表示显示字符，而我们打印的字符就是下面双引号中的内容，上图的2处，表示字符的个数，当前是24个字符
（这个打印，与我们自己的电脑开始时的那个Windows图标是一样的，只不过win的那个很精致，我们这里很粗糙，只是打印了一行字）

2、然后会调用一个函数（即call的作用）

将下一个模块，就是system的模块，载入到内存（仅仅载入，并不执行）

boot代码的最后，准备转入setup执行

1、简要解释了一下system模块为什么要用call

2、转入setup执行，因为boot已经将setup模块和system模块的代码载入到了内存（即从磁盘读出，放入内存了）

之后，修改CS：IP的值，CS=0x9020，IP=0x0000，所有，会转入setup模块在内存中的首地址0x90200处开始执行

setup模块代码

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