看完本文，你會了解到：
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認(rèn)識馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)
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操作系統(tǒng)概念與定位
目錄
馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)
引入馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)
所有的設(shè)備都只能和內(nèi)存打交道
對馮諾依曼的理解，不能停留在概念上，要深入到對軟件數(shù)據(jù)流理解上
馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)帶來的啟示
操作系統(tǒng)（Operator System）
基本概念
設(shè)計操作系統(tǒng)（OS）的目的
定位
如何理解管理
計算機軟硬件架構(gòu)推導(dǎo)
談?wù)勥M(jìn)程
馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)
我們常見的計算機，如筆記本。我們不常見的計算機，如服務(wù)器，大部分都遵守馮諾依曼體系。
引入馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)
先上經(jīng)典老圖：
計算機是硬件和軟件的完美結(jié)合，通過馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)我們能了解其硬件的組成原理
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輸入設(shè)備：包括鍵盤, 鼠標(biāo)，掃描儀, 寫板，網(wǎng)卡等。
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中央處理器(CPU)：含有運算器和控制器等。
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輸出設(shè)備：顯示器，網(wǎng)卡，打印機等。
注意點：
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網(wǎng)卡等設(shè)備既是輸入設(shè)備，也可以是輸出設(shè)備。
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這里的存儲器指的是內(nèi)存。
所有的設(shè)備都只能和內(nèi)存打交道
為什么外設(shè)不直接和CPU進(jìn)行交互？
????????眾所周知，CPU很快，而外設(shè)是很慢的，如果直接交互，CPU就不得不等待慢吞吞的硬件，造成效率上的浪費。為了提高整機的效率，所以我們設(shè)置內(nèi)存，所有設(shè)備都只能和內(nèi)存交互,CPU處理內(nèi)存中數(shù)據(jù)的同時，外設(shè)也可以向內(nèi)存中輸入數(shù)據(jù)。
外存和內(nèi)存
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這里的存儲器指的是內(nèi)存，而內(nèi)存有著掉電易失性，速度不快也不慢（相較于CPU慢，比外設(shè)快）。
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磁盤是外存，擁有永久存儲的能力，速度慢（相較于內(nèi)存）。
IO是什么？
我們平時所說的IO是什么呢？I是指input，我們將數(shù)據(jù)從外設(shè)加載到內(nèi)存。O是指output，我們將數(shù)據(jù)從內(nèi)存輸出到外設(shè)。
對馮諾依曼的理解，不能停留在概念上，要深入到對軟件數(shù)據(jù)流理解上
請解釋，從你登錄上qq開始和某位朋友聊天開始，數(shù)據(jù)的流動過程。從你打開窗口，開始給他發(fā)消息，到他看到消息之后的數(shù)據(jù)流動過程。
????????我們先通過鍵盤輸入消息，然后加載到內(nèi)存，CPU從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行加密和計算后再放到內(nèi)存，顯示器（顯示消息到屏幕上）和網(wǎng)卡（發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)）再從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。（忽略網(wǎng)絡(luò)部分處理細(xì)節(jié)）
????????朋友電腦的網(wǎng)卡從網(wǎng)絡(luò)上獲取到了我們發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后加載到內(nèi)存，CPU從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行解密和計算后再放到內(nèi)存，顯示器再從內(nèi)存讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)，顯示到屏幕上。
馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)帶來的啟示
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我們所寫的程序都需要先加載到內(nèi)存中。
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所有的設(shè)備都只能和內(nèi)存打交道。
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cpu要訪問我的代碼和數(shù)據(jù)只能從內(nèi)存中訪問。
操作系統(tǒng)（Operator System）
基本概念
操作系統(tǒng)是一款進(jìn)行軟硬件資源管理的軟件
任何計算機系統(tǒng)都包含一個基本的程序集合，稱為操作系統(tǒng)(OS)。
籠統(tǒng)的理解，操作系統(tǒng)包括：
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內(nèi)核（進(jìn)程管理，內(nèi)存管理，文件管理，驅(qū)動管理）
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其他程序（例如函數(shù)庫，shell程序等等）
設(shè)計操作系統(tǒng)（OS）的目的
????????對下通過合理的管理好軟硬件資源（手段）， 對上給用戶提供良好（安全的、穩(wěn)定的、高效的）的執(zhí)行環(huán)境（目的）。
定位
????????在整個計算機軟硬件架構(gòu)中，操作系統(tǒng)的定位是：一款純正的搞管理的軟件。（對軟硬件資源進(jìn)行管理）
如何理解管理
以日常生活為例：
一個學(xué)校的校長要如何對學(xué)校進(jìn)行管理呢？
????????在學(xué)校的生活中，我們很少會與校長見面，但我們的數(shù)據(jù)校長是能夠隨時拿到的（各種信息），校長對我們的管理本質(zhì)上是對我們的信息進(jìn)行管理。
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管理者不需要和被管理者直接交互，依然能夠管理被管理對象。
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管理者通過收集上來的數(shù)據(jù)來做決策。（如發(fā)獎學(xué)金按績點排名等）
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如何管理被管理者的數(shù)據(jù)？先描述，再組織，如用struct結(jié)構(gòu)體來描述一個學(xué)生的信息，我們用鏈表將該結(jié)構(gòu)體的對象鏈接起來，對學(xué)生數(shù)據(jù)的管理就變成了對該鏈表的增刪查改操作。
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計算機軟硬件架構(gòu)推導(dǎo)
驅(qū)動
先描述，再組織（用struct結(jié)構(gòu)體描述起來，用鏈表或其他高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織起來）。通過驅(qū)動程序來管理硬件。（這也是為什么我們用藍(lán)牙和鼠標(biāo)等外設(shè)時需要對應(yīng)的驅(qū)動程序）
系統(tǒng)調(diào)用接口
????????為了安全，操作系統(tǒng)不相信任何人，但必須給上層用戶提供各種服務(wù)。所以操作系統(tǒng)提供部分系統(tǒng)調(diào)用接口。
????????在開發(fā)角度，操作系統(tǒng)對外會表現(xiàn)為一個整體，但是會暴露自己的部分接口，供上層開發(fā)使用，這部分由操作系統(tǒng)提供的接口，叫做系統(tǒng)調(diào)用。
對系統(tǒng)調(diào)用的封裝
系統(tǒng)調(diào)用接口使用的成本太高了，為了方便用戶的使用，進(jìn)行了封裝。如c/c++語言庫中封裝了系統(tǒng)調(diào)用接口。
系統(tǒng)調(diào)用在使用上，功能比較基礎(chǔ)，對用戶的要求相對也比較高，所以，有心的開發(fā)者可以對部分系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行適度封裝，從而形成庫，有了庫，就很有利于更上層用戶或者開發(fā)者進(jìn)行二次開發(fā)。
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用戶進(jìn)行操作
我們平時的操作基本都停留在用戶層。
談?wù)勥M(jìn)程
????????那在還沒有講進(jìn)程之前，就問大家，操作系統(tǒng)是怎么管理進(jìn)行進(jìn)程管理的呢？很簡單，先把進(jìn)程描述起來，再把進(jìn)程組織起來！下篇博客將介紹進(jìn)程的基本概念。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-401454.html
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