文章目录
- 1. 冯诺依曼体系结构
- 概念
- 理解
- 冯诺依曼体系结构的优势
- 2. 操作系统
- 概念
- 设计OS的目的和定位
- 如何理解管理
1. 冯诺依曼体系结构
概念
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。
对于各个部分的描述:
- 输入设备：键盘，话筒，摄像头，网卡，磁盘等
- 存储器：存储器其实就是内存！
- 中央处理器（CPU）：CPU，寄存器，各级别缓存
- 输出设备：显示器，磁盘，扬声器，网卡等等
理解
离CPU越近的设备，速度越快造价越贵。
内存的特点：高速度高价格
磁盘的特点：低速低价
外设一般最慢，而CPU要比内存还要快注：计算机中几乎所有的设备都有存储数据的功能，只不过是存储能力大小有别
那我们为什么还需要内存呢？
因为外设较慢，CPU很快，那么整体的效率就成了以外设的速度为准，这样就不太合适，为了解决这个问题，就出现内存。内存的存在就可以大大缓解外设的效率低的问题，内存的存在可以对数据进行预加载，CPU以后在进行数据计算的时候，根本不需要访问外设，只要访问内存就可以了。这样就避免了短板效应。
冯诺依曼体系结构的优势
我们可以将输入设备、输出设备、外设等设备的速度提到很高，这样可以保证我们的设备运行速度一定是最快的，但是这样的计算机的造价是我们普通人负担不起的。冯诺依曼体系结构就完全解决了这个问题，让我们每个人都可以在有限的经济水平下使用到高速运行的电脑。
冯诺依曼的这种体系就巧妙在将中央处理器进行复杂的数据处理、运算。而离CPU远一点的设备用于存储数据或者接受数据后传给内存做分析。冯诺依曼系统既有高价格的设备用于处理复杂的数据，又有低价格的设备用于存储数据或进行数据交互，这使得冯诺依曼体系的计算机可以在价格不高的前提下，做到效率比较高！
2. 操作系统
概念
任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，称为操作系统（OS）。笼统的理解，操作系统包括：
- 内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）
- 其他程序（例如函数库，shell程序等等）
操作系统是一款进行软硬件资源管理的软件
设计OS的目的和定位
总结：
目的
- 与硬件交互，管理所有的软硬件资源
- 为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境
定位
- 在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是：一款纯正的“搞管理”的软件
如何理解管理
操作系统的管理核心有：
- 进程管理
- 内存管理
- 文件/IO管理
- 驱动管理
管理的本质：先描述，再组织
例如：操作系统在管理硬件时，会用 struct 结构体先描述硬件的各种属性，然后再用链表等数据结构将这些硬件属性结构体组织起来。
操作系统将软件硬件管理好并不是它的目的，它得目的是给用户提供良好、稳定、高效、安全的使用环境、而管理只是一种手段。
理解系统调用和库函数概念
- 在开发角度，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。
系统调用说白了就是操作系统给用户提供了一个又一个的函数，用户通过调用函数来获取操作系统内的各种数据，然而函数是操作系统内部写的，所以你只能看到有限部分的数据。这样做保护了操作系统内核中的各种信息。
