『試して理解 Linuxのしくみ』読書メモ (1)

読書メモ。

[試して理解]Linuxのしくみ ~実験と図解で学ぶOSとハードウェアの基礎知識

環境

• OS: Ubuntu 18.04 LTS 64bit
• CPU: Intel Core i5-2520M CPU @ 2.50GHz × 4
• RAM: 8GB

第1章 コンピュータシステムの概要

ハードウェアの構成

コンピュータは主に次のようなハードウェアで構成される。

• CPU
• メモリ（主記憶装置）
• 外部デバイス
  • 入出力デバイス（ディスプレイ、キーボード、…）
  • ストレージ（補助記憶装置）
  • ネットワークアダプタ

ハードウェアは次のような流れで処理を実行する。

1. 入力を受け付け、CPUに処理を依頼する。
2. メモリ上のプログラムを読み出しCPUで実行、結果をメモリに書き込む。
3. メモリ上のデータをストレージに書き込んだりデバイスに出力する。

プロセス

OSはプログラムをプロセス単位で実行する。

各プロセスはデバイスドライバを介してデバイスにアクセスする。 同種のデバイスでインタフェースは共通となっている。

CPUモード

CPUの動作モードは2種類あり、通常のプロセスが利用できる機能に制限がかけられている。

• ユーザーモード：通常のプロセスが動作する。
• カーネルモード：プロセス管理システム、プロセススケジューラ、メモリ管理システムなどの機能を提供する。

デバイスドライバはカーネルモードで動作する。

カーネル

OSの核となる処理がまとまったプログラム。

カーネルはシステムの搭載するCPUやメモリのリソースを管理し、各プロセスに割り当てる。

カーネルの提供する機能は、システムコールを介して利用できる。

ストレージの処理

ストレージデバイスに保持されるデータは、通常ファイルシステムを介してアクセスする。

システムは次のような流れでストレージからロードされる。

1. BIOSやUEFIなどの組み込みソフトウェアによりハードウェアを初期化する。
2. ブートローダを起動する（多段的にロードするものが多い）。
3. ストレージからOSをロードする。