Compétences en programmation de systèmes d'exploitation en C++

La programmation du système d'exploitation en C++ nécessite la maîtrise de certaines compétences et méthodes, comme décrit ci-dessous :

1 Bases du système d'exploitation

1. Concept de base : Le système d'exploitation est le composant central du système informatique, responsable de la gestion et de la gestion. allouer à l'ordinateur des ressources matérielles, telles que le processeur, la mémoire, le disque, le réseau et d'autres ressources, ainsi que fournir des interfaces d'appel système pour les appels d'application.
2. Architecture : les architectures courantes des systèmes d'exploitation incluent la structure monomère, la structure de groupe et la structure du micronoyau.
3. Gestion des processus : un processus est un programme exécuté sur l'ordinateur. La gestion des processus dans le système d'exploitation est très importante, y compris la création, la planification, la synchronisation et la communication inter-processus.
4. Gestion de la mémoire : La gestion de la mémoire est l'un des composants les plus importants du système d'exploitation. Elle implique l'allocation de mémoire entre le processus et le système d'exploitation, la gestion et la protection de la mémoire virtuelle, etc.
5. Système de fichiers : le système d'exploitation est également responsable de la gestion du système de fichiers, y compris la création, l'accès, la modification et la suppression des fichiers.

2. Compétences en programmation du système d'exploitation

1. Soyez familier avec les appels système : les appels système sont les interfaces fournies par le système d'exploitation aux applications. Le système d'exploitation fournit divers appels système pour répondre aux besoins des applications, tels que les entrées et les sorties. , opérations sur les fichiers, planification des processus, etc. Effectuer des appels système en C++ nécessite d'utiliser l'API (interface de programmation d'application) ou les fonctions de bibliothèque fournies par le système d'exploitation.
2. Apprendre le langage assembleur : le langage assembleur est une base importante pour comprendre la conception matérielle et les opérations sous-jacentes du système d'exploitation. L'apprentissage du langage assembleur peut nous aider à mieux comprendre la structure interne et le mécanisme de fonctionnement du système d'exploitation.
3. Utiliser le mappage de la mémoire : le mappage de la mémoire peut mapper des fichiers en mémoire, permettant aux applications d'accéder directement aux fichiers en mémoire sans effectuer d'opérations d'E/S. Le mappage de mémoire peut être implémenté en C++ à l'aide de l'appel système mmap().
4. Étudiez la programmation multithread : la programmation multithread est une partie importante du système d'exploitation et peut améliorer considérablement l'utilisation des ressources du système et les performances du programme. La programmation multithread peut être implémentée en C++ à l'aide de la bibliothèque de threads POSIX.
5. Contrôler les appels système : les appels système sont l'interface entre le système d'exploitation et les applications, et le comportement des applications peut être contrôlé en falsifiant la table des appels système. Les appels système peuvent être contrôlés en C++ à l'aide de la technique LD_PRELOAD.

3. Cas pratiques

1. Écriture d'un allocateur de mémoire : Dans la programmation du système d'exploitation, l'écriture de votre propre allocateur de mémoire est essentielle, ce qui peut impliquer des technologies telles que les pools de mémoire, les pools d'objets et les allocateurs de mémoire évolutifs.
2. Pratique de programmation simultanée : la programmation simultanée en C++ peut utiliser la bibliothèque de threads POSIX ou l'API multithread de la norme C++11, qui peut implémenter diverses pratiques de programmation simultanée, telles que les problèmes producteur-consommateur, les verrous en lecture-écriture, etc.
3. Exploration des vulnérabilités du système d'exploitation : dans la programmation du système d'exploitation, il est également nécessaire de comprendre le mécanisme d'exploration et les techniques d'exploration des vulnérabilités du système d'exploitation. Vous pouvez apprendre en étudiant la base de données de vulnérabilités CVE et d'autres méthodes.

En bref, la programmation du système d'exploitation en C++ nécessite une compréhension suffisante des principes et de la mise en œuvre du système d'exploitation, la maîtrise des outils et méthodes courants du système d'exploitation, ainsi qu'une pratique et une exploration continues pour réussir dans ce domaine.

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