操作系统 向勇- 3-2
首都师范大学信工学院研究生导师介绍(,导师介绍)
等5名导师； 6、中科院计算所 武成刚副研究员。
校外工程硕士实践基地简介
北京微电子技术研究所（航天772所） 国家农业信息化工程中心 北京卫星环境工程研究所（航天511所）
算
机
数字图像处理、计算机视觉 尚媛园、丁辉、周修庄、付小 雁等
应 用
可信计算机及体系结构
张伟功、王晶等
技 术 智能应用技术
刘丽珍、王函石、刘杰等
数据挖掘技术、计算机图形 学
刘旭敏、刘丽珍等
数据库技术与应用
周丽娟、王华等
计算机应用技术
学科
研究方向
信息安全、计算机网络
计
算 软件可靠性、操作系统
机
应 传感器网络 用
联系方式
科研与研究生办公室：北二区240房间 电话：68901048 刘永梅老师（科研秘书）
我办公室：北二区216房间 电话：68902742 邮箱：syy@
祝愿大家学业有成！
首都师范大学信息工程学院
信息工程学院 尚媛园
导师队伍
博导3人，硕士生导师50多人。教授11人，副教授16人
教授 关永 尚媛园 张伟功
（博导）
关永 尚媛园 张伟功 吴敏华 张树东 刘旭敏 刘丽珍 李晓娟 袁慧梅 周丽娟 教授 刘金刚 谈金东 金声震 于伦正 魏洪兴 李永东 赵春江 郭新宇 陈立平 杨宝祝
于伦正研究员：原航天771所总工程师， 中国航天嵌入式计算机专家，中国“载人 航天功臣”，载人航天等10余重点航天型 号计算机系统总设计师。获国家科技进步 一等奖1项，省部级科技奖励17项。
清华大学操作系统（陈渝，向勇）课程笔记——（一）概述
清华⼤学操作系统（陈渝，向勇）课程笔记——（⼀）概述本课程涉及的主要⽅⾯基本概念及原理操作系统介绍中断及系统调⽤内存管理进程及线程调度同步⽂件系统I/O⼦系统什么是操作系统我们很难对操作系统下⼀个完整，精确的定义，但是我们可以通过分析操作系统的在计算机⼯作时起的作⽤，来认识操作系统究竟是什么?1. 从⽤户⾓度上，操作系统是⼀个控制软件2. 操作系统管理应⽤程序，为应⽤程序提供服务3. 操作系统管理内设，分配资源4. 在计算机层次结构中，位于硬件之上，应⽤程序之下操作系统管理的四⼤硬件资源1. cpu——进程管理2. 内存——物理内存管理和虚拟内存管理3. 磁盘——⽂件系统4. 底层硬件——中断处理与设计驱动操作系统的四⼤特征1. 并发：计算机系统可以同时运⾏多个运⾏的程序2. 共享: "同时访问"资源，互斥共享3. 虚拟: 利⽤多道程序设计技术，让每个⽤户都觉得有⼀个计算机专门为他服务4. 异步: 程序的执⾏不是⼀贯到底，⽽是⾛⾛停停，向前推进的速度不可预知;但只要运⾏环境相同，OS需要保证程序运⾏的结果也要相同为什么要学习操作系统操作系统是⼀门综合课程，结合许多不同的课程，在学习操作系统的过程中，可以提升综合能⼒；学习操作系统很酷，很有⽤，很有挑战；学习操作系统能更好地理解计算机结构。
操作系统顶级会议1. sosp2. USENIX操作系统难在哪⾥？代码量⼤，Windows XP有4500万⾏操作系统管理并发操作系统管理原始硬件操作体统必须是⾼效的操作系统必须⽐⽤户程序拥有更⾼的稳定性学习操作系统的关注点滞后性:很多课本上的知识有⽼化性权衡性:操作系统需要权衡空间与时间,性能和可预测性,公平和性能操作系统和硬件硬件⽅⾯，操作系统需要良好的硬件管理，合理的资源分配，例如，硬盘速度跟CPU、内存相差很多，操作系统需要协调处理。
学习⽅法不仅仅是背概念和原理，还要coding操作系统实例：UNIX BSD家族Linux家族Windows家族操作系统历史单⽤户阶段:早期计算机使⽤纸带传输程序和数据操作系统只起到加载作⽤批处理阶段: 输⼊输出形成流⽔线，⽀持流⽔调度多道程序设计：内存中存有多个程序，cpu执⾏多个程序分时系统: 为了更好的利⽤计算机资源，并且更好的和⽤户交互，出现了分时系统个⼈电脑操作系统: 重点是⽤户界⾯和API分布式的操作系统操作系统结构⼩型系统，如DOS系统：不分模块的单体内核，⽆保护，易被破坏，难扩展服务器上的操作系统，如Unix操作系统微内核架构操作系统:操作系统内核只放最基础的东西外核架构:⽬前主要在学术界虚拟机监控器(VMM):在物理机上虚拟出多个操作系统。
基于RISC-V的计算机系统综合实验设计
计算机工程与设计COMPUTER ENGINEERING AND DESIGNApr.2021Vol.42 No.42021年4月第42卷第4期基于RISC-V 的计算机系统综合实验设计孙卫真1!刘雪松朱威浦2 !向 勇3 +（1首都师范大学 信息工程学院，北京100048； 2.中国科学院计算技术研究所，北京101407；3.清华大学 计算机科学与技术系，北京100084）摘要：针对目前高校计算机系统各课程实验衔接不紧密、实验成本较高的问题！提出设计基于小型FPGA 开发板、以 RISC-V CPU 和Rut 操作系统内核为核心的计算机系统综合实验平台。
硬件实验以在低成本FPGA 芯片上搭建picorv32 RISC-V CPU 为核心！软件实验以在硬件实验基础上移植Rut 编写的rCore 教学操作系统为核心。
以较低成本在同一平台 完成计算机组成原理与操作系统实验设计！使其形成一个有机的整体，在资源与成本有限的情况下构建一个较为完整的实验体系。
实例结果表明！实验平台以软硬件协作的方式，适应技术的发展！及时更新实验内容！可满足高校计算机系统教学综合实验的基本要求。
关键词：RISC-V &系统编程语言；组成原理实验&操作系统实验&软硬件协作中图法分类号：TP301 文献标识号：A 文章编号：1000-7024 （2021 041159-07doi ： 10. 16208/j. issnl 000-7024. 2021. 04. 037De?ign for comprehen?ive laboratory of computer?y?tem ba?ed onRISC-VSUN Wei-zhen 1, LIU Xue-song 1, ZHU Wei-pu 2, XIANG Yong 3+(1. I n f o r m a t i o n E n g i n e r i n g C o l e g e , C a p i t a l N o r m a l U n i v e r s i t y # B e i j n g 10048, C h i n a ；2. I n s t i u t e o f C o m p u t i n g T e c h n o l o g y , C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s , B e i j n g 101407 , C h i n a ；3. Department of Computer Science and Technology , Tsinghua University , Beijing 100084 , China)Abstract: A i m i n g a t r y i n g t o i m p r o v e t h e e x p e r i m e n t a l c o n e c t i o n a m o n g t h e c o m p u t e r s y s t e m c o u r s e s i n t h e u n i v e r s i t e s a n d r e - d u c e t h e x p e r i m e n t c o s t #a c o m p r e h e n s i v e c o m p u t e r s y s t e m e x p e r i m e n t a l p l a t f o r m b a s e d o n a s m a lF PG Ab o a r d a n d a t e a c h i n g o p e r a t i o n s y s t e m w a s p r o p o s e d . T h e h a r d w a r e e x p e r i m e n t w a s b u i l d i n g a s y s t e m o n c h i p (S o C ) w i t h p i c o r v 32 R I S C -V C P U o n a l o w -c o s t F P G A c h i p . T h e s o f t w a r e e x p e r i m e n t w a s t r a n s p l a n t i n g t h e r C o r e t e a c h i n g o p e r a t i o n s y s t e m w r i t e n b y R u s t o n t h e i r o w n S o C . T h e c o m p u t e r c o m p o s i t o n p r i n c i p l e a n d o p e r a t i o n s y s t e m e x p e r i m e n t a l d e s i g n o n t h e s a m e p l a t f o r m a t a l o w e r c o s t wa s F o m p l e t e d #a n d a n o r g a n i F w h o l e w a s f o r m e d . T h e e x p e r i m e n t a l s y s t e m w a s a r e l a t i v e F o m p l e t e p l a t f o r m w i t h l i m i t e d F o s t s . E x a m p l e s h o w t h a t #t h e x p e r i m e n t a l F o n t e n t s a r e t i m e l y u p d a t e d f o r t r a F i n g F o m p u t e r t e F h n o l o g y t r e n d s i n a s o f t w a r e -h a r d - w a r e c o p e r a t i v e m a n e r t o m e t h e b a s i c r e q u i r e m e n t s o f c o m p u t e r s y s t e m t e a c h i n g e x p e r i m e n t s i n u n i v e r s i t e s .Keywords ：RI S C -V ; s y s t e m p r o g r a m mi n g l a n g u a g e ； c o m p o s i t o n p r i n c i p l e e x p e r i m e n t ； o p e r a t i n g s y s t e m e x p e r i m e n t ； s o f t w a r e h a r d w a r e c o p e r a t i v e4引言目前，高校进行计算机系统教学实验主要有以下几种教学方式：其一是使用纯硬件搭建实验平台，虽该方式可深入接触计算机硬件模块，但实验操作机械死板、硬件平台开发成本较高；其二是采用软件系统仿真的方式，该方法成本较低、易于上手，但受教育者不能在实验过程中较好体会到计算机与硬件的紧密结合！为了优化上述问题，实现设计目标，本文从硬件支持、 处理器构建、系统编程语言选择三方面考虑，构建计算机 系统实验平台。
清华大学操作系统课件_向勇老师的讲义
• 考试：70%
– 基本原理+实践能力
• 先修课要求：
– 计算机组成原理、数据结构
• 上课要求：
– 请关闭您的手机，以免影响上课； – 上课时请不要开小会；
第一章 绪论
1.1 什么是操作系统 1.2 操作系统的发展历史 1.3 操作系统的特征 1.4 操作系统的功能 1.5 操作系统的结构 1.6 常用的操作系统
多道批处理系统的特点
• 优点：
– 资源利用率高：CPU和内存利用率较高； – 作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大；
• 缺点：
– 用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时， 才与用户交互，不利于调试和修改； – 作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增 长；
批处理：交互性差－－提高对CPU利用率； 分时处理：用户与应用程序随时交互，控制程序运行，适于商 业和办公事务处理－－缩短响应时间
返回
1.2.2 手工操作
1946 ~ 50年代（电子管），集中计算（计算中心），计算机 资源昂贵；
• 工作方式
– 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算 机专业人员； – 编程语言：为机器语言； – 输入输出：纸带或卡片；
• 计算机的工作特点
– 用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源 利用率低； – CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计 算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低； 返回
1.1.2 操作系统的作用
• OS是计算机硬件、软件资源的管理者； • OS是用户使用系统硬件、软件的接口； • OS是扩展机/虚拟机；
返回
OS是计算机硬件、软件资源的管理者
• 管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信 息（数据和软件）； • 管理的内容：资源的当前状态（数量和使用 情况）、资源的分配、回收和访问操作，相 应管理策略（包括用户权限）。
基于QEMU的CPU指令频度分析
2017，53（11）1引言日常中使用到的应用软件存在诸多性能问题，如响应时间慢、资源利用率低等。
而程序中包含多个进程或者线程，若统计出每个线程中使用频度较高的指令，并对该指令进行优化，即可在一定程度上提高程序性能，在设计或优化处理器中，指令的分析与研究也具有重要意义。
指令所遵守的二八法则中指出，全部指令的20%占系统程序使用的80%频率，全部指令的80%占系统程序使用的20%频率，即较少部分的指令占据较多的使用频率[1]。
因此，统计处理器中指令的使用频度，为重新分基于QEMU 的CPU 指令频度分析孙卫真1，张美琳1，向勇2，毛英明3，曹睿东2SUN Weizhen 1,ZHANG Meilin 1,XIANG Yong 2,MAO Yingming 3,CAO Ruidong 21.首都师范大学信息工程学院计算机科学与技术系，北京1000482.清华大学计算机科学与技术系网络所，北京1000843.北京理工大学计算机学院，北京1000811.Department of Computer Science and Technology,College of Information Engineering,Capital Normal University,Bei-jing 100048,China2.Institute of Network,Department of Computer Science and Technology,Tsinghua University,Beijing 100084,China3.School of Computer Science &Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,ChinaSUN Weizhen,ZHANG Meilin,XIANG Yong,et al.QEMU-based CPU instruction frequency puter Engineering and Applications,2017,53（11）：61-66.Abstract:It is instructive for the design and optimization of CPU instruction to collect computer instruction streams and calculate the frequency of each kind of instruction in different application environments.Aiming at the problems of low efficiency and slow speed in the existing methods of calculation instruction frequency,a new method is proposed.The main idea of this method is to perform a script to record user behavior on the QEMU emulator and use the QEMU plug-in to obtain the instruction stream in the simulation of CPU.Analysis performance is promoted by using block-based statistics.Experimental results show that the proposed method can track and obtain the instruction stream and analyze the frequency of each instruction more efficiently.And the results of the analysis are visualized.Key words:instruction frequency;virtual machine;simulation;automatic test摘要：采集计算机在不同应用环境下的指令流，并对计算机各个指令使用的频度进行统计，对CPU 指令设计和优化有指导意义。
基于流量的自组网休眠管理算法
基于流量的自组网休眠管理算法
王晓东;李东生;向勇
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2007(28)7
【摘要】休眠管理作为自组网中节省能量的一种有效方法,正在被广泛的关注.休眠管理通过关闭节点射频,减少空闲状态能量消耗,有效延长了网络生存时间,提高了网络吞吐量;但是常常带来端到端延时增加和递交成功率降低等问题.针对这些问题,提出一种休眠管理算法TSM,各节点根据历史数据流量独立判断是否休眠,利用RTS 丢失发现无法通信的邻居节点.NS-2仿真实验表明,相比基于MAC 802-11的AODV,在网络低负载情况下,TSM大幅延长网络生存时间,提高网络吞吐量;无论网络负载高低,TSM对端到端延时和递交成功率的影响很小.
【总页数】5页(P1550-1554)
【作者】王晓东;李东生;向勇
【作者单位】清华大学,计算机科学与技术系,北京,100084;清华大学,计算机科学与技术系,北京,100084;清华大学,计算机科学与技术系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于无线局域网流量控制机制的无线自组网资源调度算法研究 [J], 郝平
2.基于流量与拓扑信息联合反馈的无线自组网路由算法 [J], 杨盘隆;陈贵海;田畅
3.软件定义网络中基于队列管理的优化流量自适应调度算法 [J], 汪海涛;余松森
4.软件定义网络中基于队列管理的优化流量自适应调度算法 [J], 汪海涛;余松森
5.基于kNN算法的流量智能化模型在医院信息系统安全运维管理中的应用 [J], 王泽川;马存宁;刘玉泉;袁雪;胡欣;王杰;曹新志
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Linux操作系统论文(精选8篇) 2021
随着网络得不断发展，网络安全是我们应该时刻注意得问题。
Linux系统是类unix得网络操作系统,应用日益广泛,特别是在网络服务器方面,其安全性问题也逐渐突出,受到人们更多得关注。
下面是搜素整理得Linux操作系统论文8篇，供大家借鉴参考。
Linux操作系统论文第一篇：Linux操作系统组成及应用---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料，希望本套资料能带给您一些思维上的灵感和帮助，个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整，以符合您自己的风格，不太建议完全照抄照搬哦。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料，希望本套资料能带给您一些思维上得灵感和帮助，个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整，以符合您自己得风格，不太建议完全照抄照搬哦。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要：针对于Linux操作系统来说，需要对于该套系统得功能以及在实际当中得应用做出系统性得分析探讨，从而有效得提升该套系统在各个领域当中得应用，进而使其能够为社会上各个领域得发展做出更大得贡献。
基于网页程序设计课程中思政元素的探究
基于网页程序设计课程中思政元素的探究摘要：近年来，国内各校积极推动课程思政建设，开展了卓有成效的探索和实践。
然而, 当前各校在专业课程的课程思政建设和教学实施过程中，思政教育和专业课程知识传授仍存在“贴标签”或“两张皮”等问题。
如果思政元素融入不当可能会起到相反的作用，甚至可能出现“把真理说成假话”的情况，使高校网页程序设计课程思政元素实现“化合”一直在路上。
基于此，本文就基于网页程序设计课程中思政元素进行简要探讨。
关键词：网页程序设计；课程；思政元素；安徽文达信息工程学院校级重点教育教学研究项目：融入课程思政理念的HTML5+CSS网页设计与制作教学模式探索；项目编号：2021xjxyj021网页程序设计课程的特点及思政元素1.1基础性一些院校的学生计算机基础比较薄弱，一是因为刚刚高中毕业，在以往大多以文化课为主的学习生活中很少有机会深入、系统地学习计算机，二是因为进入本科院校的学生大多都是注重主课，对于副课这部分学生的学习积极性不高，即使在高中计算机课堂上或者在日常生活中接触过电脑，也基本都是用来娱乐消遣，没有花心思学习计算机知识，对于需要利用计算机来完成网页设计就更加陌生了。
为此，网页程序设计课程首要的特点就是基础性，要让学生在开始接触网页设计或者刚开始系统学习计算机知识的时候，能够引发学习兴趣，激发学习潜能。
1.2重视技能培养学校以培养技能型实用人才为主要目标，在课程的设置上以实用性为主，旨在培养具有一定动手能力与理论基础的现代化技能型实用人才。
在课程设置上，网页程序设计课程主要是以技能为主、理论为辅，重点培养学生的动手能力与创新能力。
对于必须学习的理论知识，教师在教学时一般穿插在操作中进行讲解，或者用课前时间进行简单的介绍，再在上机操作之后对理论知识做总结与回顾。
这样，学生就可以学会将理论知识应用于实际操作中，也能消除对理论学习的恐惧，在学习的过程中产生学习的成就感，从而更好地学习计算机知识。
清华大学操作系统课件_向勇老师的讲义90页PPT
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！Leabharlann 90清华大学操作系统课件_向勇老师的讲 义
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
▪
中山大学《操作系统原理》
中山大学信息科学与技术学院计算机科学系 中山大学信息科学与技术学院计算机科学系课程教学大纲《操作系统原理》课程教学大纲课程名称：操作系统原理类别：专业必修课授课对象：本科生总学时：72学时适用专业：计算机科学与技术/信息安全开课学期：第五学期编写人员：丘静玉审核人员：印鉴编写日期：2006年4月一、教学目的操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，其他所有的系统软件和应用软件都必须依赖于操作系统的支持。
《操作系统原理》是计算机学科各相关专业的重要的必修课程之一，它在计算机知识结构中有着极其重要的地位和作用，可为学生较全面地建立起关于计算机系统的概念。
学生通过学习本课程应该达到以下目标：1.掌握操作系统的基本概念、原理、技术和方法，深入了解操作系统在计算机系统中的地位及作用，以及它与硬件和其它软件之间的关系，进而了解操作系统控制整个计算机系统执行的全过程，具有操作系统的整体概念。
2.能用程序设计语言编写、调试和运行操作系统的主要算法和功能模块。
3.了解一个以上主流操作系统的实现技术，熟练掌握应用。
4.获取知识的同时，掌握学科的基本规律及研究方法，初步培养自我拓展知识和运用知识的能力。
总之，本课程要求学生全面地了解和掌握操作系统的目标、作用和模型，从资源管理的角度领会操作系统的功能和实现过程，使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练，提高运用理论知识解决实际问题的能力，鼓励并初步培养学生的研究精神和能力。
二、教材选择1. 教学内容概述《操作系统原理》讲述操作系统的基本概念、原理和方法，其课程内容应包含《中国计算机科学与技术学科课程2002》（简称CCC2002）里列举的知识体系：CS-OS1至8。
从资源管理的角度来说，课程内容主要围绕操作系统的几个基本功能展开：（1） 操作系统概述：介绍操作系统的基本概念、目标、功能、发展历史和类型、操作系统的主要成就以及现代操作系统的特点等。
（2） 处理器管理：在进程概念的基础上讨论进程描述、进程控制、进程同步和互斥、死锁、饿死、线程、处理器调度等问题。
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分区引导扇区格式
JMP 文件卷 头结构
启动代码
结束标志 [0x55 0xAA]
■ 跳转指令：跳转到启动代码
与平台相关代码 ■ 文件卷头：文件系统描述信息 ■ 启动代码：跳转到加载程序
■ 结束标志：55AA
加载程序(bootloader)
启动菜单
从文件系统中读取 启动配置信息
可选的操作系统内核 列表和加载参数 依据配置加载 指定内核并跳 转到内核执行
检测和配置系统中安装的即插即用设备； ■ 更新CMOS中的扩展系统配置数据ESCD ■ 按指定启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动
主引导记录MBR格式
硬盘分区表 启动代码 分区1 分区2 分区3 分区4 MBR 结束标志字 [0x55 0xAA]
■ 结束标志字：2字节(55AA) ■ 启动代码：446字节 检查分区表正确性 主引导记录的有效标志 加载并跳转到磁盘上的引导程序 ■ 硬盘分区表：64字节 描述分区状态和位置 每个分区描述信息占据16字节
加载程序
操作系统内核
系统启动规范
■ BIOS
固化到计算机主板上的程序 包括系统设置、自检程序和系统自启动程序 BIOS-MBR、BIOS-GPT、PXE ■ UEFI 接口标准 在所有平台上一致的操作系统启动服务
■ CPU加电稳定后从0XFFFF0读第一条指令
CS:IP = 0xf000:fff0 第一条指令是跳转指令 ■ CPU初始状态为16位实模式 CS:IP是16位寄存器 指令指针PC = 16*CS+IP 最大地址空间是1MB
BIOS初始化过程
■ 硬件自检POST
■ 检测系统中内存和显卡等关键部件的存在和工作状态 ■ 查找并执行显卡等接口卡BIOS，进行设备初始化； ■ 执行系统BIOS，进行系统检测；
内容摘要
■ 启动
计算机体系结构概述 计算机内存和硬盘布局 系统启动流程
■ 中断、异常和系统调用
计算机启动流程
主引导记录
系统加电 BIOS初始化 硬件 BIOS读取主引 导扇区代码 主引导扇区代码 读取活动分区的 引导扇区代码
加载程序
引导扇区代码读 取文件系统的加 载程序
BIOS
活动分区
CPU初始化