概述

本文先介绍冯诺依曼体系结构，并且举了几个例子进行理解，随后粗略介绍操作系统功能，并且为进程的理解打下基础

冯诺依曼体系结构

首先上一幅图
在这里插入图片描述
这个就是冯诺依曼体系结构，主要四个部分构成
输入设备，输出设备，储存器以及中央处理器(主要是 cpu )

就好像打键盘，手指敲击键盘，键盘就相当于输入设备，我们的输入先进入到储存器中，然后在有需要的时候交给控制器处理，处理的结果交给储存器，随后输出到输出设备

这里有一个疑问
为什么要交给储存器(内存)
前两天我在搬砖的时候，发现我把砖搬到砖车上，再搬到别的地方会快一些，也省力一些
因此通过储存器能够提高传输的效率

底层一些的原因是
中央处理器的速度是远远高于输入设备和输出设备的，就好像一个闪电侠要送信，但是得别人写好信我才能送，闪电侠就得一直等着
但是储存器就相当于，你把信写好前，闪电侠在家休息，写好了，放到一个箱子里，要发送了通知我一声，闪电侠就帮你送信
所以如果没有那个箱子，闪电侠就得一直待机，干不了其他事情了，就光等你写信了
储存器就是箱子，闪电侠就是中央处理器，信号就是你的信件，写信的人就是输入设备
所以不仅提高了中央处理器多任务处理的能力提高效率，防止了cpu被输入输出设备的速度牵制住了

比如说我和你在 qq 上聊天
输入设备就有键盘，网卡B，输出设备就是屏幕和网卡A

我登录qq ，qq 程序就加载到了储存器里头，然后我通过键盘输入你好呀，你好呀的字符串就会进入储存器，随后通过一个管家(操作系统) 把字符串就交给了 cpu CPU 处理了之后，有交给了管家，然后管家发现这是要发送出去的，就给到了网卡 A
网卡 A 发送字符串到你那边，通过网卡 B 接受，接受之后字符串又进入储存器，管家交给 CPU ，CPU处理之后交给了储存器，随后在显示到你的电脑屏幕，你看到我发给你的你好呀

冯诺依曼体系结构是硬件上的知识，这也就是信号在硬件上流动的过程

操作系统简介

前面说到一个，在冯诺依曼体系中有一个管理者，负责选择何种信息加载到 cpu 中来计算
这个东西就是操作系统
操作系统是一种管理软硬件的软件，他的目的是给我们用户提供一个高效，安全，稳定的运行环境
在这里插入图片描述
操作系统是如何管理硬件的？
那首先我们应该知道管理是什么？
一句话，管理是先描述后组织的过程
在大学中，每一个学院的学生管理可以简化为教务处，辅导员和学生
学生是被管理的对象，教务处的学习任务，学习安排等等都是通过辅导员来进行安排，辅导员相当于一个传声筒
而教务处是指定计划，做决策的机构，属于管理者

从这个角度来看，可以将操作系统看成是教务处，驱动可以看成是辅导员（也归教务处管理），所有的软件硬件都能够看成是学生，都是被管理的对象

但是教务处并不认识我们，他只是得到我们的基本数据，学号，各科考试成绩等等，获得时候就能够通过这些信息对我们进行管理
操作系统也是一样，他拿到要管理的软硬件的数据，从而进行软硬件的管理，不需要对软硬件进行直接的交涉

但是操作系统不止步于此，操作系统的目标是为我们用户提供安全高效的运行环境
那就意味着他们必须接触我们
如何接触呢，难道我们能够直接访问操作系统吗？显然不能，因为操作系统怕你乱搞，不想让你直接访问他
所以操作系统会给出许多系统调用接口，就好像银行柜台服务一样，你说要什么服务，然后把相关的资料交给他就可以了
但是呢，系统调用接口使用起来十分繁琐，就好像地球人和火星人讲话
在这中间就有些人提供了用户调用接口，来当做翻译器一样，节省我们请求操作系统的成本
这些用户调用接口，像c语言的标准库
我们用的 stdio 就是 io 标准库，调用 printf 的过程，就是利用用户调用接口，来使用系统接口，请求操作系统的服务
随后收到指令的操作系统，就将对应的数据加载到内存，进行运算，然后在让数据给到内存，最后输出到我们的屏幕
类似的调用接口还有 shell 等