基于源码分析的多核操作系统研究与人才培养实践
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《基于多核ARM的数控系统任务调度算法研究》
《基于多核ARM的数控系统任务调度算法研究》一、引言随着制造业的快速发展，数控系统作为工业自动化和智能制造的核心组成部分，其性能和效率直接影响到整个生产线的运行效果。
多核ARM处理器因其高效率、低功耗等优点，在数控系统中得到了广泛应用。
然而，如何有效地在多核ARM处理器上实现数控系统的任务调度，提高系统的整体运行效率和响应速度，成为了当前研究的热点问题。
本文将针对基于多核ARM的数控系统任务调度算法进行深入研究。
二、数控系统任务调度概述数控系统任务调度是指根据任务的优先级、执行时间、资源需求等因素，将任务合理地分配到多个处理器核心上执行，以达到优化系统性能、提高响应速度的目的。
在数控系统中，任务调度算法的优劣直接影响到系统的运行效率和加工精度。
三、多核ARM处理器特点多核ARM处理器具有多核并行处理能力、低功耗、高集成度等优点，能够满足数控系统对高性能、高效率的需求。
同时，多核ARM处理器具有良好的扩展性和灵活性，可以根据实际需求进行灵活配置。
四、基于多核ARM的数控系统任务调度算法研究针对多核ARM处理器的特点，本文提出了一种基于优先级和任务依赖性的任务调度算法。
该算法首先根据任务的优先级和执行时间，将任务划分为不同的优先级队列。
然后，根据任务的依赖关系，确定任务的执行顺序。
在任务执行过程中，通过动态调整任务在各个处理器核心上的分配，实现负载均衡，提高系统的整体运行效率。
具体而言，该算法包括以下几个步骤：1. 任务划分：根据任务的优先级和执行时间，将任务划分为不同的优先级队列。
同时，考虑任务的资源需求和依赖关系，对任务进行初步划分。
2. 任务调度：根据任务的优先级和执行顺序，将任务分配到各个处理器核心上执行。
在任务调度过程中，采用动态调整策略，根据实时负载情况，灵活地调整任务在各个核心上的分配。
3. 负载均衡：通过监测各个处理器核心的负载情况，实时调整任务的分配，实现负载均衡。
当某个核心的负载过高时，将部分任务分配到其他核心上执行，以降低整体负载。
基于多核处理器的计算机系统设计与实现研究
基于多核处理器的计算机系统设计与实现研究一、引言随着计算机科技的不断发展，人们对计算机的性能需求变得越来越高。
为了满足这种需求，多核处理器成为了一种重要的解决方案。
多核处理器可以同时处理多个线程，大大提高了计算机的处理能力。
因此，基于多核处理器的计算机系统设计与实现研究也成为了一个重要的研究领域。
二、多核处理器的介绍多核处理器是一个集成了多个 CPU 核心的处理器。
多核处理器可分为对称多核处理器和非对称多核处理器两种类型。
前者所有的核心都能够执行相同的操作系统任务，且每个核心之间都是相互竞争的。
而后者则具有主从核心之分，主核心运行操作系统，并负责分配任务给从核心执行。
三、基于多核处理器的计算机系统设计与实现研究1. 系统结构设计多核处理器的系统结构设计应该充分利用每个 CPU 核心的并行性能，以实现尽可能高的计算效率。
因此，多核处理器的系统结构应该包含多个核心之间的通信和协调机制。
此外，系统中的内存架构应该支持多个核心之间的内存共享。
2. 应用程序开发开发基于多核处理器的应用程序需要考虑到多个核心之间的协调和任务划分。
在开发过程中，需要充分利用各个 CPU 核心的处理能力，并尽量减少多核处理器之间的竞争，以提高应用程序的执行效率。
3. 性能优化对于基于多核处理器的计算机系统来说，性能优化是一个非常重要的问题。
在优化过程中，需要考虑到多个核心之间的负载均衡、数据局部性等因素，并选择适当的优化方法和工具。
四、实验结果与分析在实验中，我们使用了一款基于多核处理器的计算机系统，并进行了相关的测试。
测试结果表明，基于多核处理器的计算机系统的处理速度和并行性能都比单核处理器有了很大的提高。
同时，在多核处理器系统下，采用正确的并行算法可以进一步提高处理速度和执行效率。
五、结论基于多核处理器的计算机系统设计与实现研究是一项重要的工作。
我们在实验中发现，基于多核处理器的计算机系统可以大大提高计算机的处理速度和并行性能。
操作系统课程教学改革与创新人才培养浅析
操作系统课程教学改革与创新人才培养浅析前言操作系统是计算机科学与技术专业重要的基础课程之一，也是软件工程、计算机应用技术等专业必修课程。
操作系统作为计算机系统的核心，对于提高计算机系统的效率和安全性具有重要作用。
受到信息技术的快速发展影响，操作系统的教学内容和教学方法需要不断进行改革和创新，以适应信息时代的需求，培养创新型人才。
教学内容的改革与创新课程设置针对传统操作系统教学体系的一些问题，课程设置需要进行改革。
传统的操作系统课程主要包括进程管理、内存管理、文件系统等基础知识的学习，但是这种教学模式在实际应用中容易导致学生思维定势，难以拓宽学生的应用领域和解决问题的能力。
因此，课程设置需要重视实践能力，注重设计思维的培养。
教学方法在操作系统课程教学的过程中，教学方法也需要进行改革和创新。
针对传统的讲述、演示、练习的模式，可以通过组织学生参加项目实践、开展课程设计等途径来加强实践能力的培养。
还可以采用启发式教学方法，鼓励学生自主学习和探究问题，通过分析实际案例来启发学生的思考，促进学习效果的提高。
人才培养的创新实践能力的培养操作系统是计算机系统的核心部分，而实践能力是培养学生掌握实际技能的重要手段。
因此，我们需要通过设计课程，安排实践项目来提高学生的实践能力。
比如，开展操作系统内核的设计与实现、操作系统性能优化等实践课程。
让学生在实践中不断探索，提高实际操作能力和解决问题的能力。
创新意识的培养随着技术的迅速发展，操作系统领域也在不断变革，需要拥有创新意识的人才。
因此，我们需要通过多种方式来培养学生的创新意识。
可以通过组织学生参加互联网创新实验室、参加学术会议、参加开源软件项目等途径来帮助学生拓宽视野、增强创新思维和创新能力，以培养适应时代需求的创新型人才。
结论操作系统课程教学的改革与创新是必须进行的。
通过课程设置的改革和教学方法的创新，可以激发学生的学习积极性和主动性，提高实践能力和创新意识。
通过人才培养的创新，可以培养出适应时代的高素质创新型人才。
多核课程建设探索与实践
多核课程建设探索与实践1 课程背景2006年是有计算机历史以来处理器更新换代最快的一年，以Intel与AMD 为代表的处理器厂商在年初发布了双核处理器，之后发布了多款双核处理器，在2006年底又发布了四核处理器，2007年1月10日，英特尔展示了配置两个四核处理器的八核计算机，多核处理器开始全线进入市场，计算机多核时代真正来临。
到2006年底，多核处理器出货量已经达到处理器总出货量的90％以上。
在未来几年里，处理核的数目将会越来越多，根据Intel公司的处理器发展路线图，Intel 在2010年的主流处理器将是128核到144核。
除此之外，其他的一些芯片厂商也在研发更多核的处理器，其中美国硅谷一家创业公司Rapport宣布，计划开发整合了1000个简单处理器的芯片。
多核时代的到来无疑揭开了计算机发展历史的新篇章。
相对于多核处理器如雨后春笋般不断推出的发展速度，软件业对多核时代的到来并没有做好充分的准备。
正如微软公司软件架构师Herb Sutter在2005年In-Stat/MDR秋季处理器论坛会议上所指出的，处理器厂商未能确切了解多核的设计为软件行业带来多少额外工作，客户端应用程序开发者多年来一直停留在单线程世界，生产所谓的“顺序软件”，但是多核时代到来的结果是软件开发者必须找出新的开发软件的方法。
这对于软件厂商和学术界来说都是一个巨大的挑战。
对于作为计算机人才培养主要基地的高等院校来说，如何调整计算机教育课程以适应多核时代的到来也是一个新的挑战。
随着多核技术的发展，可以预见目前以及未来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台。
从2005年起，计算机知识体系与教学体系就应该根据硬件发展走势作相应的变化，例如从编程语言到软件工程，从计算机组成到芯片设计，都可以引入多核技术。
未来的编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订，计算机硬件方向的课程变化则更大。
但是，大部分相关专业，包括计算机专业、电子工程、自动化等专业方向的课程没有进行相应的修改，尤其是计算机专业，目前培养毕业的学生还不具备在主流计算机硬件上做开发的能力。
基于多核的操作系统并行处理技术研究
基于多核的操作系统并行处理技术研究随着科技的发展，多核处理技术成为当前计算机领域的热门话题之一。
多核处理器可以将不同的任务提交到不同的核心运行，从而实现并行处理。
多核处理技术的出现大大提高了计算机性能，但同时也提出了新的挑战，如如何有效地协调不同核心上执行的任务，如何避免并发访问引起的数据冲突等。
因此，基于多核的操作系统并行处理技术的研究成为计算机领域的一个热门研究方向。
本文将着重讨论基于多核的操作系统并行处理技术的研究。
一、基于多核的操作系统概述多核处理技术是指在一个计算机中同时存在多个处理器核心，这些核心可以独立操作，形成一个基于共享内存的并行计算机系统。
在多核处理器的背景下，传统的操作系统需要进行更新和改进，以支持多核处理器的并行操作。
在多核处理器环境中，操作系统需要为多个核心分配任务，监控任务执行情况，协调处理器间的传输和共享，同时维护资源的安全等。
基于多核的操作系统需要满足以下几个基本要求：1. 处理器调度：操作系统需要实时、准确地为每个处理器核心分配任务，并调度任务的时间和优先级。
2. 进程管理：操作系统需要维护和管理不同的进程，分配和回收进程所需要的资源，并保证不同程序间的资源隔离。
3. 内存管理：操作系统需要为每个进程分配独立的内存空间，保证不同进程间不会相互干扰。
4. 文件系统：操作系统需要为多个处理器核心提供共享的文件系统，使得不同的核心可以读写同一个文件。
5. 网络通信：操作系统需要管理多个网络连接并提供网络服务，并保证不同核心间的通信效率和数据安全。
二、多核并行处理技术的研究针对基于多核的操作系统，当前的研究主要集中在以下几个方面：1. 并发访问控制技术多核处理器上的并行执行可能引发数据冲突，传统的基于锁的并发控制技术在多核处理器环境下的效率较低。
因此，研究人员提出了一些新的并发访问控制技术，包括基于事务的并发控制技术、基于无锁的并发控制技术等。
这些技术不仅能够提高并发控制的效率，而且更加适用于多核处理器上的并行操作，保障了数据访问的安全性。
基于多核技术的并行计算系统的研究
基于多核技术的并行计算系统的研究随着科技的发展，计算机技术不断完善，计算机的性能和计算速度也得以大幅提升。
然而，单核计算机的性能已经到达瓶颈，因此目前普遍采用多核处理器技术来提高计算机的性能。
基于多核技术的并行计算系统是当前尤为重要的研究领域之一。
本文将从多核处理器的概念、并行计算的意义以及目前的研究现状等多个方面来探讨基于多核技术的并行计算系统的研究。
一、多核处理器的概念多核处理器是一种集成了多个核心的处理器。
多核处理器可以同时执行多个线程，从而提高计算机的处理能力。
多核处理器有两种架构方式，一种是对称多处理（SMP），另一种是非对称多处理（NUMA）。
SMP结构是将每个CPU核心放置在同一块芯片上，所有CPU 核心通过同一个系统总线和内存进行通信。
SMP结构的优点是通信延迟较小，各核心对内存访问速度相同。
但是，SMP结构面临着限制，即处理器核心数量的限制。
NUMA结构可以将每个CPU核心放置在不同的芯片上，每个核心都和自己的内存进行通信。
因此，NUMA结构可以支持更多的CPU核心，但通信延迟较高。
二、并行计算的意义并行计算是将一个大型问题分解成多个子问题，然后利用多个CPU核心同时处理这些子问题。
并行计算可以加快计算速度和提高计算精度，因为每个CPU核心可以专注于处理自己的任务，不会受到其他核心的影响。
并行计算在科学计算、数据分析、图像处理、人工智能等方面都得到了广泛应用。
例如，在天气预报领域，利用并行计算可以同时计算多个区域的天气情况，提高预报精度。
在图像处理领域，可以利用并行计算来加速图像识别和对象检测等任务。
三、基于多核技术的并行计算系统的研究现状当前，基于多核技术的并行计算系统正处于不断发展和改进之中。
许多研究人员致力于提高并行计算系统的性能和可扩展性。
以下是几个主要的研究方向：1. 任务调度任务调度是并行计算系统中最重要的问题之一。
好的任务调度策略可以最大限度地利用CPU核心，提高系统的性能。
多核处理器系统中软件开发方案探讨
多核处理器系统中软件开发方案探讨随着计算机技术的快速发展，多核处理器系统已经逐渐成为主流。
与单核处理器相比，多核处理器系统能够同时处理多个任务，大大提高了计算机的性能和效率。
但是，多核处理器系统的开发比较复杂，需要合理的软件开发方案来支持。
本篇文章将对多核处理器系统中的软件开发方案进行探讨。
一、多核处理器系统的基本概念多核处理器系统是指在计算机系统中集成了多个中央处理器，每个处理器可以独立地执行任务。
多核处理器系统充分利用了现代计算机系统中集成电路技术的优势，既提高了计算速度，也提高了计算能力。
该系统最大的优势是它能够同时处理多个任务，从而实现更高效的计算处理。
二、多核处理器系统中的软件开发方案在多核处理器系统中开发软件需要考虑以下因素：1、任务调度多核处理器系统可以同时处理多个任务，但是在多核处理器系统中使用线程并不总是意味着更好的性能和效率。
线程在多个核心之间切换时需要额外的开销和时间，因此需要对任务进行合理的调度。
对于长时间运行的任务，可以使用多线程来利用芯片的并行处理能力，但是对于短暂的任务，使用单线程可能更合理。
2、数据同步使用多线程编程时，多个线程可以同时访问同一块内存，这可能导致数据竞争。
为了避免竞争，需要使用同步机制来确保共享数据的一致性。
在多核处理器系统中，数据同步通常采用锁机制、信号量、条件变量等方式来实现。
3、内存管理多核处理器系统中，内存管理也需要特别注意。
如果系统中存在多个线程同时访问同一块内存，那么这种访问很可能会导致数据冲突和安全问题，甚至可能导致系统崩溃。
因此，在多核处理器系统中进行内存管理需要特别仔细，尤其要避免使用指针访问内存。
4、并行算法在多核处理器系统中，为了充分利用它的并行能力，可以使用并行算法来解决问题。
简单的并行算法包括并行化循环、MapReduce算法、并行排序、并行搜索等等。
这些算法可以有助于提高系统的计算性能和效率。
三、多核处理器系统中的开发工具在多核处理器系统上，开发者需要使用合适的编程语言和开发工具来开发软件。
基于多核处理器系统的高性能计算技术研究
基于多核处理器系统的高性能计算技术研究随着信息技术的高速发展，多核处理器系统已经成为当今高性能计算领域的主流技术之一、多核处理器系统将多个核心集成在一块芯片上，可以利用并行计算的优势提高系统的性能和运算速度。
在高性能计算领域，多核处理器系统广泛应用于科学计算、天气预报、金融模拟、生物信息学等领域，为解决大规模计算问题提供了有效的解决方案。
多核处理器系统的性能优势主要体现在以下几个方面：首先，多核处理器系统具有更高的计算效率。
通过利用多个核心同时处理任务，可以实现任务的并行化运算，提高系统的计算效率和运算速度。
这对于大规模计算和复杂问题的求解尤为重要。
其次，多核处理器系统具有更强的可扩展性。
在处理大规模计算问题时，可以通过增加处理器核心的数量来提高系统的计算能力，实现性能的可扩展性。
这为高性能计算系统的设计和应用提供了更大的空间。
再次，多核处理器系统可以有效地提高系统的能效比。
通过合理利用多核并行计算技术，可以在保证系统性能的同时降低能耗，提高系统的能效比，符合可持续发展的发展趋势。
在多核处理器系统的高性能计算技术研究方面，目前主要集中在以下几个方面：首先，多核处理器系统的体系结构设计优化。
针对不同的应用需求和场景，设计和优化多核处理器系统的体系结构，提高系统的性能和计算效率。
其次，多核处理器系统的并行编程技术研究。
如何有效利用多核并行计算技术，设计并实现高效的并行算法和程序，提高系统的计算效率和运算速度。
再次，多核处理器系统的性能优化和调优技术研究。
通过对系统性能进行分析和评估，找出系统性能瓶颈和优化空间，提出相应的优化策略和调优方法，实现系统性能的最大化。
最后，多核处理器系统的应用开发和实践。
通过开展多核处理器系统的应用开发和实践，探索和验证其在不同领域和场景中的应用价值和效果，促进多核处理器系统技术的进一步发展和应用推广。
总的来说，基于多核处理器系统的高性能计算技术研究是当前科技发展的热点和趋势之一，具有重要的理论和实践意义。
《基于多核ARM的数控系统任务调度算法研究》
《基于多核ARM的数控系统任务调度算法研究》一、引言随着工业自动化程度的不断提高，数控系统作为工业制造的核心设备，其性能和效率显得尤为重要。
多核ARM处理器因其高效率、低功耗等优点，在数控系统中得到了广泛应用。
然而，如何有效地进行任务调度，以提高多核ARM数控系统的整体性能，成为了一个亟待解决的问题。
本文将针对基于多核ARM的数控系统任务调度算法进行研究，以期为工业自动化的发展提供理论支持。
二、多核ARM数控系统概述多核ARM处理器具有多核并行处理能力，能够同时处理多个任务，从而提高系统的整体性能。
数控系统是一种集成了计算机、传感器、执行器等设备的控制系统，主要用于工业制造过程中的加工、控制等任务。
将多核ARM处理器应用于数控系统中，可以有效地提高系统的处理能力和响应速度。
三、任务调度算法研究针对多核ARM数控系统的任务调度，本文提出了一种基于优先级和任务特性的调度算法。
该算法主要包括以下步骤：1. 任务分类：根据任务的紧急程度、计算复杂度等因素，将任务分为不同的优先级。
同时，根据任务的特性，如I/O密集型、CPU密集型等，进行分类。
2. 任务分配：根据任务的优先级和特性，将任务分配到不同的核心上进行处理。
优先处理高优先级任务和计算复杂度较高的任务。
3. 动态调整：在任务执行过程中，根据系统的负载情况和任务的执行情况，动态调整任务的优先级和分配策略。
4. 调度策略：采用轮询、抢占式等调度策略，确保高优先级任务能够及时得到处理，同时保证低优先级任务的公平性。
四、算法实现与性能分析本文通过仿真实验，对所提出的任务调度算法进行了实现与性能分析。
实验结果表明，该算法能够有效地提高多核ARM数控系统的整体性能。
具体表现在以下几个方面：1. 提高系统响应速度：通过优先处理高优先级任务和计算复杂度较高的任务，系统响应速度得到了显著提高。
2. 均衡负载：通过动态调整任务的优先级和分配策略，实现了系统负载的均衡分配，避免了某些核心过载而其他核心空闲的情况。
多核处理器系统中软件开发方案探讨的研究报告
多核处理器系统中软件开发方案探讨的研究报告随着计算机科技的不断发展，多核处理器系统已经成为现代计算机的主流架构之一。
相比于单核处理器系统，多核处理器系统可以在更短的时间内处理更多的任务。
然而，多核处理器系统的软件开发却存在着一些挑战。
在这篇研究报告中，我们将探讨多核处理器系统中的软件开发方案。
首先，多核处理器系统中的软件开发需要更加复杂的编程模型。
传统的单线程编程模型无法充分利用多核处理器系统的并行计算能力。
因此，多核处理器系统的编程模型需要更加灵活，能够支持多线程、并行计算等多种任务的同时执行。
在这种情况下，开发人员需要掌握更多的编程技能，如锁、条件变量、互斥量等。
为了解决这个问题，我们建议开发人员采用并行编程框架，如OpenMP、MPI等。
其次，多核处理器系统中的软件开发需要更多的优化工作。
由于多核处理器系统的处理能力更强，相应地，对于程序的性能、响应速度等要求也更高。
因此，开发人员需要对程序进行更多的优化工作，如代码优化、内存管理、并发控制等。
此外，多核处理器系统的硬件架构较为复杂，因此开发人员需要深入了解硬件架构，才能更好地优化程序。
最后，多核处理器系统中的软件开发需要更加精细的测试方法。
由于多核处理器系统中程序的执行方式更加复杂、不确定，因此测试工作需要考虑更多的场景和情况。
为了保证程序可以稳定运行，开发人员需要采用更加精细的测试方案，主要包括单元测试、集成测试、并发测试等。
综上所述，多核处理器系统中软件开发方案探讨的研究报告，我们发现在多核处理器系统的软件开发中，需要采用更加灵活的编程模型，更多的优化工作和更加精细的测试方法。
只有这样，才能充分发挥多核处理器系统的优势，并实现程序的高效并行执行。
数据是任何研究的核心，无论是商业，科学，医学等领域，数据都是描述和证明现象的基础。
在进行数据分析时，我们可以使用不同的统计方法和技术，以研究和分析课题相关信息。
在本文中，我们将引入一些相关数据，并进行分析和解释。
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基于源码分析的多核操作系统研究与人才培养实践摘要：多核已成为处理器的主流，在传统的操作系统教学中引入操作系统如何支持多核的内容十分必要。
本文从多核操作系统启动流程分析和多核操作系统调度两方面介绍基于源码分析的研究方法，借助现有的文献资料，学生不仅加深了对操作系统抽象概念的理解，也可以优化和修改内核。
该方法目标准确，避免了盲目性。
实践经验表明，经过几个月的高强度训练，学生的能力提升明显。
关键词：操作系统；调度；多核；人才培养；源码分析“操作系统”是计算机系统的核心，是计算机系统结构领域最重要的基础课程。
世界著名大学都把操作系统的教学和研究摆在极其重要的位置，通常由资深教授担纲主讲，如美国UCSD大学主讲“Principles of Computer Operating Systems”的Yuanyuan Zhou教授就是系统结构领域世界著名的学者。
国家重大科技专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”也对国产操作系统研发和应用提出了更高的要求，且急需大量高端人才。
然而，操作系统的学习和研究相对其他课程而言略显困难，原因在于概念比较抽象不容易理解、实践内容较为复杂不容易自学，内核不容易调试，缺少友好的人机界面，显得枯燥。
因此，愿意从事操作系统研究的人很少。
有些同学对Linux内核表现出兴趣，但缺少教师指导，深陷在无穷无尽的代码阅读中，始终找不到成就感或遇到困难没有人交流指导而不得不放弃。
笔者主讲“嵌入式操作系统”，除教学与科研外，每年指导几名本科生课外科研活动，如“校级学生科学研究项目”、“全国大学生创新性实验计划”等，课外实践是学生能力有效提升的最佳手段[1]。
在选题时，“实用性、原创性、前瞻性、挑战性、延续性” 是考虑的重点，即研究的内容要有意义，必须对教学或科研有直接或间接的促进作用，如果通过大量的中英文文献检索确定研究的问题还没有满意的解决方案，那么，我们就需要寻找和设计新的方法，坚持高起点，不做纯粹的工程。
另外，每年研究的问题要相对聚焦，在某一个方面做得尽可能深入，而不是浅尝辄止。
多核已成为处理器的主流，然而，操作系统教学中对操作系统如何支持多核的介绍却显得不足，如多核的启动流程、多核操作系统调度，等等[2]。
本文将从这两个方面阐述如何引导学生开展这方面的研究，从而加深对操作系统的理解。
1 多核操作系统启动流程分析由于多核与多处理器(SMP)十分相似，使得现有的多处理器操作系统基本不用修改就可以用在多核上。
然而，很多讲解Linux内核的书都提到了Linux的启动流程，但很少详细阐述多核环境下的启动流程，网上的文献资料也都比较简单。
了解Linux的启动流程对深入了解操作系统的启动过程以及优化操作系统的快速启动很有帮助，于是，我们组织学生从阅读源码入手，借助相关文献，熟悉启动流程，陈莉君老师也十分认同此种做法[3]。
Linux中SMP启动主要流程如下。
1) BIOS初始化(屏蔽AP-Application Processor，建立系统配置表格)。
2) MBR里面的引导程序(Grub，Lilo等)将内核加载到内存。
3) 执行head.S中的startup_32函数(最后将调用start_kernel)。
4) 执行start_kernel()，这个函数相当于应用程序里面的main。
5) start_kernel()进行一系列初始化，最后将执行smp_init() 启动各个AP。
6) rest_init()，调用init()创建1号进程，自身执行cpu_idle()成为0号进程。
7) 1号进程即init进程完成余下的工作。
由于BIOS代码并不是支持多线程的，所以在SMP中，系统必须让所有AP 进入中断屏蔽状态，不与BP一起执行BIOS代码。
BIOS要同时完成对APIC以及其他与MP相关的系统组件初始化过程，并建立相应的系统配置表格，以便操作系统使用。
到了启动的第2步，BIOS开始调入执行启动引导区程序，录入Linux 操作系统的启动部分。
因此我们可以看到，在系统加电启动过程中，实际上只有一个CPU(BP-bootstrap processor)负责启动工作，而其他的CPU则处于中断屏蔽状态，等待着操作系统的激活。
在初始化阶段，BP先完成自身的初始化，进入保护模式并开启分页式存储管理机制，在完成系统特别是内存的初始化，然后从start_kernel调用smp_init 进行SMP结构的初始化，代码在init/main.c中。
这个函数的主体是smp_boot_cpus，它依次启动系统中各个AP，让他们各自走过初始化的第一个阶段。
内核中有个全局变量MAX_CPUS，表示系统识别的最大的CPU数量，可以在内核配置菜单中设置。
各个AP在完成了自身的初始化以后都要停下来等待一个统一的“起跑”命令。
而BP则在完成所有AP的启动以后通过smp_commence 发出这个命令。
初始化的方式是通过APIC发送IPI。
当BP初始化完毕所有的AP之后，就继续执行start_kernel中的其余部分代码。
BP将AP在一开始被唤醒后需要执行的代码(trampoline.S)的首地址写入热启动向量(warm reset vector)，即从40:67开始的两个字。
这样，当BP对AP发送IPI时，AP响应中断，自动跳入这个trampoline.S代码部分继续执行。
为了AP有足够的时间响应中断，BP在发送中断请求后要延迟一段时间，在这以后，事实上AP已经在工作了。
AP响应中断直接跳转至trampoline.S的入口处，trampoline.S在载入符号表(GDT)和局部符号表(LDT)之后进入保护模式并跳至head.S的入口处。
AP转入head.S继续执行，但是执行的代码与BP所执行的并不完全一致。
由于ready的值被改变，不再等于1，所以就继续向前执行，调用initialize_secondary函数，而不是像BP一样调用start_kernel函数。
Initialize_secondary是一段内嵌汇编程序，将程序跳转至current->thread.esp，即前面的idle->thread.esp)处。
CPU执行start_secondary函数，进入空闲状态，等待以后的系统调度。
至此，一个AP的初始化过程就完成了。
所有的AP启动后，系统中所有的CPU就不再有主次之分，即它们是完全平等的。
2 多核操作系统调度调度是操作系统的基本功能，单核上的调度器只需要解决何时(when)运行哪一个任务的问题，主要实现轮转方式或高优先级优先的方式进行任务的切换。
多核环境下的调度器不仅要完成任务的切换，还要解决任务在哪个核上(where)运行的问题，这使得问题一下子复杂了很多，虽然有大量的文献资料介绍各种版本的调度原理，但都不完备。
为了让学生深入了解任务调度的全过程，我们安排学生阅读了从任务创建、分配、调度运行以及负载均衡相关的所有核心代码，并做了详细的注解。
源码是信息的第一手资料，最真实可信。
尽管有一些文献可参阅，但阅读的过程仍不轻松，但理解和印象却十分深刻。
通过源码分析，学生了解到，当任务创建时，存在任务到核之间的首次分配问题，如果分配不合理，还有机会通过负载均衡得到修正，但并不能保证一定会被迁移。
在此过程中，学生了解了调度域的概念，也了解了核的负载计算办法、任务迁移规则、时间片的计算以及如何保证调度的公平。
考虑到高版本的Linux内核过于复杂，也不容易编译通过，我们选取了比较常用的2.6.18版本。
在深入了解了调度器的工作原理后，我们又组织学生开展了异构多核调度器的研究工作，这是一个探索性课题。
异构多核处理器是近年逐渐被企业认可的一种新型体系结构，即片上多个核不完全一致，表现为功能异构或性能异构。
所谓功能异构是指每个核的处理单元存在差异，往往表现为指令集异构；性能异构是指每个核的性能存在差异，指令集完全相同。
研究发现，不同的程序之间甚至同一个程序运行时的不同阶段常常表现出不同的行为特性，对于这种程序行为的多样性，理论与实验都已证明，使用异构多核处理器比使用同构多核处理器往往具有更好的性能功耗比，程序行为的差异越大，性能功耗比越明显。
异构多核处理器的设计并不复杂，但所有的处理器厂商都没有推出商用的异构多核处理器，根本原因就在于目前的所有操作系统，包括Windows和Linux都不支持异构多核。
操作系统设计者在设计之初就没有想到异构，比如Linux，在启动时查询BP的特征，然后直接将其它核AP 的特征视为与BP一样，CPU的频率也只定义了一个变量cpu_khz，并没有定义成数组。
异构感知是有效调度的基础，因此必须对内核代码加以修改。
同样，只有将线程合理的映射到最适合的核上，功效才会最佳，但实现这种合理的映射除了知道核的快慢外，还要清楚线程的属性，传统的调度器丝毫没有考虑到程序行为的差异，而如何将程序行为分析与操作系统调度有机结合是必须解决的关键问题，信息是否准确、运行时开销、对程序员是否透明是考虑的重点。
最后就是调度策略问题，尤其是负载均衡调度策略，由于频率的差异，core的负载需要重新折算，在迁移时，还要考虑目标core的属性与待迁移线程是否满足资源按需分配的原则。
在阅读了大量英文资料后，学生进行了初步设计，开始了代码修改和调试工作，这一过程十分艰辛，但收获很大，从项目之初畏惧代码、看不懂代码到项目结束时充满自信、可以轻松修改调试代码。
实际上，围绕多核和调度还有很多的工作可以去做，比如，功耗感知的多核调度器，虽然这是一个经典问题，但远未成熟；如何编写适应多核调度的多线程程序，程序的性能不仅取决于调度，还取决于程序编写的质量。
3 结语以上的尝试都是依托学生课外实践活动完成的，参与的学生是来自计算机学科各个专业的Linux内核爱好者，每年这样的学生只有几名，但足以组成一个团队，对于学生能力普遍较强的高校，可以采取研究型教学[4]。
兴趣是学习的最大动力，没有兴趣，面对枯燥的代码、艰难的调试是很难坚持的，这也是因材施教的体现方式[5]。
参考文献:[1] 罗宇,邹鹏,吴庆波,等.“操作系统”国家精品课程建设总结[J]. 计算机教育,2009(14):39-41.[2] 臧斌宇,朱东来. 借鉴国际先进经验,加强计算机系统方向基础教学[J]. 计算机教育,2009(16):147-149.[3] 陈莉君,梁琛,王小银. 基于“Linux内核分析”的教学内容研究与实践[J]. 计算机教育,2009(14):81-82.[4] 郭玲玲,袁满,富宇,等. 基于案例驱动的研究性教学[J]. 计算机教育,2011(5):75-78.[5] 陈渝,向勇.“操作系统”课程实验教学探讨[J]. 计算机教育,2009(14):135-136.Multi-core Operating System Research and Professional Training Practice Basedon Source Code AnalysisXU Yuanchao，SUN Weizhen，LIU Yu，ZHANG CongxiaAbstract: Multi-core has already become the main trend of processor. It is necessary to introduce the content about multi-core into traditional operating system teaching. This paper introduces an approach based on source code analysis and presents two cases: multi-core booting and multi-core scheduling. Student will have a deep understanding to abstract concept of operating system, and also can optimize and modify kernel. Practice shows that student ability has improved obviously after several months’high-intensive training.Key words: operating system; scheduling; multi-core; professional training; source code analysis。