一、馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大都遵守馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)：

截至目前，我們所認(rèn)識的計(jì)算機(jī)，都是由一個個的硬件組件組成

• 輸入單元：包括鍵盤, 鼠標(biāo)，掃描儀, 磁盤，網(wǎng)卡等

• 存儲器：內(nèi)存（提高數(shù)據(jù)讀寫速度，降低硬件成本）

• 中央處理器(CPU)：含有運(yùn)算器（算數(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算）和控制器（分析指令并發(fā)出相應(yīng)的控制信號）等

• 輸出單元：顯示器，打印機(jī), 磁盤，網(wǎng)卡等

關(guān)于馮諾依曼，必須強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)：

• 不考慮緩存情況，這里的CPU能且只能對內(nèi)存進(jìn)行讀寫，不能直接訪問外設(shè)(輸入或輸出設(shè)備)
• 外設(shè)(輸入或輸出設(shè)備)要輸入或者輸出數(shù)據(jù)，也只能寫入內(nèi)存或者從內(nèi)存中讀取。
• 一句話，所有設(shè)備都只能直接和內(nèi)存打交道。

二、操作系統(tǒng)(Operating System)

2.1 基本概念

任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都包含一個基本的程序集合，稱為操作系統(tǒng)(OS)。廣義上，操作系統(tǒng)包括：

• 內(nèi)核（進(jìn)程管理，內(nèi)存管理，文件管理，驅(qū)動管理）

• 其他程序（例如函數(shù)庫，shell程序等等）

設(shè)計(jì)OS的目的

1. 硬件交互，管理所有的軟硬件資源
2. 為用戶程序（應(yīng)用程序）提供一個良好的執(zhí)行環(huán)境

操作系統(tǒng)如何管理軟硬件

1. 先描述：用struct結(jié)構(gòu)體收錄其所有的屬性。(Linux內(nèi)核是用C語言寫的)
2. 再組織：用鏈表或其他高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將這些結(jié)構(gòu)體組織起來，通過增刪查改算法對軟硬件進(jìn)行管理。

定位
在整個計(jì)算機(jī)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

2.2 系統(tǒng)調(diào)用及用戶操作接口

系統(tǒng)調(diào)用

• 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(system call)。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)向上層提供的用于訪問內(nèi)核特定功能的接口。
• 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，從而形成庫和shell程序。
• 系統(tǒng)調(diào)用把應(yīng)用程序的請求傳遞給系統(tǒng)內(nèi)核執(zhí)行
• 系統(tǒng)調(diào)用的運(yùn)行過程是在內(nèi)核態(tài)完成的
• 系統(tǒng)調(diào)用屏蔽了設(shè)備的訪問細(xì)節(jié)
• 系統(tǒng)調(diào)用保護(hù)了一些只能在內(nèi)核執(zhí)行的操作指令

提示：Linux內(nèi)核是使用C語言寫的，system call實(shí)際上就是用C語言寫的函數(shù)。

用戶調(diào)用接口

• 為了方便基本操作，將部分系統(tǒng)調(diào)用封裝成shell程序或圖形用戶界面，使用戶通過簡單的指令或動作就可以對計(jì)算機(jī)的軟硬件進(jìn)行操作。
• 為了方便編程開發(fā)，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)。

2.3 shell——命令行解釋器

外殼程序

• Linux嚴(yán)格意義上說的是一個操作系統(tǒng)，我們稱之為“核心（kernel）“ ，但我們一般用戶，不能直接使用kernel。而是通過kernel的“外殼”程序，也就是所謂的shell，來與kernel溝通。
• Windows系統(tǒng)也同樣由 內(nèi)核 + 外殼程序(Windows GUI) 構(gòu)成。對比windows GUI，我們操作windows 不是直接操作windows內(nèi)核，而是通過圖形接口(GUI)，進(jìn)行移動鼠標(biāo)點(diǎn)擊等動作，從而完成我們的操作（比如進(jìn)入D盤的操作，我們通常是雙擊D盤盤符.或者運(yùn)行起來一個應(yīng)用程序）。
• shell 對于Linux，有相同的作用，主要是對我們的指令進(jìn)行解析，解析指令給Linux內(nèi)核。內(nèi)核運(yùn)行出結(jié)果再通過shell解析給用戶。

廣義上，Linux系統(tǒng) = Linux內(nèi)核(kernel)+外殼程序(shell)
狹義上，Linux系統(tǒng) = Linux內(nèi)核(kernel)

命令行解釋器：shell

在Linux系統(tǒng)中接受用戶輸入并顯示運(yùn)行結(jié)果的程序是shell。shell即命令行解釋器是Linux操作系統(tǒng)的外殼程序，他的功能如下：

1. 傳遞請求，讓內(nèi)核執(zhí)行命令；將內(nèi)核處理的結(jié)果翻譯給使用者。
2. 保護(hù)內(nèi)核
3. 創(chuàng)建子進(jìn)程來執(zhí)行具有風(fēng)險的事情。

centos系統(tǒng)中的命令行解釋器：bash文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-507673.html

1. shell是命令行解釋器的統(tǒng)稱，而bash只是其中之一。
2. bash本身在系統(tǒng)中就是一個進(jìn)程。

到了這里，關(guān)于【Linux】操作系統(tǒng)的基本概念 {馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)的基本概念，系統(tǒng)調(diào)用及用戶操作接口，shell程序}的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！