1. 冯诺依曼体系结构

我们常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。

一般来说，计算机分为输入设备、输出设备、存储器、运算器&&控制器

名词解释

• 输入设备：输入设备包括：磁盘，网卡，键盘，鼠标等
• 输出设备：输出设备包括：磁盘，网卡，显示器，打印机等
• 中央处理器（CPU）：包括运算器和控制器

关于冯诺依曼，需要强调与解释的东西：

• 这里的存储器指的是内存（掉电易失）
• 不考虑缓存的情况下，这里的CPU只能对内存进行读写，不能访问外设（输入和输出设备）
• 外设要输入或者输出数据也只能从内存中读取，不能直接从CPU中获取
• 所有的设备都只能和内存直接打交道（目的是为了提高效率）

我们知道，CPU的速度是最快的，里面配有寄存器也是最快的，内存是较快的，而外设是较慢的：

内存存在的意义在于：

如果没有内存，CPU只能从外设获取数据进行处理，但是，上面我们说到了，外设的速度是相对较慢的，此时的CPU效率取决于外设，会导致处理效率较慢。而内存的存在，解决了这个问题，可以先把数据存放在内存中，在加载到CPU进行处理，这大大提高的数据的处理。所以CPU读取数据必须从内存中拿！！！

而我们所说到的IO（输入输出既input和output）就是从内存的角度上看，把数据从输入设备存入内存的过程叫做input，把内存中的数据输出到输出设备的过程叫做output,这就是IO的过程

结论：

• 在数据层面：
  1. CPU只和内存打交道，不和任何外设直接打交道
  2. 所有的外设，有需要载入数据只向内存载入，内存写出也是向外设写出
• 在代码层面：
  1. 程序要运行必须加载到内存中，CPU要执行我的代码，访问我的数据只能从内存中读取（体系结构规定）

对冯诺依曼的理解，不能停留在概念上，要深入到对软件数据流理解上。

请解释，从你登录上qq开始和某位朋友聊天开始，数据的流动过程。从你打开窗口，开始给他发消息，到他的到消息之后的数据流动过程。如果是在qq上发送文件呢?

如果是发送文件的话，那么数据就需要先从磁盘载入到内存，然后在写到外设（网卡）再通过网络传输

2. 初识操作系统

2.1 操作系统是什么？

操作系统是一个对软硬件资源进行管理的软件

操作系统的定位：是一款专注于管理的软件

2. 为什么要有操作系统

为了更好的管理一台计算机的软硬件资源

通过合理的管理软硬件资源（手段），为用户提供更好良好的（稳定的，高效的，安全的）执行环境（目的）

3. 操作系统是怎么管理的

举个例子：大家作为学生，与自己学校的校长打过交道吗？应该很少有，但是大家又作为这个学校的学生被校长管理着，那么校长是怎么做到的呢？

是通过对数据的管理来管理学生的

所有的管理，本质是对数据做管理，管理的方法是先描述再组织

计算机管理软硬件资源的方式：

1. 描述起来，用struct结构体
2. 组织起来，用链表或其他高效的数据结构

计算机体系结构图

4. 系统调用（System Call）

在开发角度上看，操作系统对外会表现为一个整体，但是会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分由操作系统提供的接口，叫做系统调用。
系统调用在使用上，功能比较基础，对用户的要求相对也比较高，所以，有心的开发者可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成库，有了库，就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发

这对应着用计算机体系结构图中的户操作接口和system call，我们或者说用户不是直接和操作系统进行操作交流的，需要通过调用各种接口间接地进行交流