计算机系统操作系统简介

news2024/9/9 4:59:01

1.计算机系统简介

1.1组成结构

1.2系统软件

1.3冯诺依曼计算机特点

1.4硬件构架

2.硬件的进一步认识

2.1存储器

2.2输入设备

2.3输出设备

2.4CPU组成

2.5线的概念引入

3.操作系统

3.1操作系统简介

3.2操作系统如何管理

3.3库函数和系统调用

1.计算机系统简介

1.1组成结构

1.2系统软件

计算机里面的软件划分为这个系统软件和应用软件，应用软件可能就是我们平常使用的软件，系统软件员原来是不存在的，但是后来出现了，系统软件就是人和电脑之间进行交互的，这个系统软件可以去管理我们的电脑上面的硬件和软件；

应用软件的话就是我们平常玩的游戏，都是属于应用软件程序，系统软件的类型就会较为丰富了，像这个语言处理系统，操作系统，服务性程序都是属于这个系统软件的；

1.3冯诺依曼计算机特点

1.4硬件构架

包括了运算器，控制器（指挥控制程序的执行），存储器，输入设备，输出设备（把计算机的处结果转换为人们熟悉的内容）五大部分；

冯诺依曼结构的改进：把以运算器为中心到以存储器为中心且形成层次化的结构；

计算机的硬件组成架构图：计算甲是有运算器，控制器，存储器，输入输出设备组成的，其中这个里面的运算器和控制器组成了电脑的CPU，存储器划分为这个主存和辅存,CPU和主存一起组成了计算机的主机，输入输出设备和辅存一起组成了IO设备，其中这个IO设备又和主机一起组成了计算机的硬件部分；

2.硬件的进一步认识

我们上面介绍了这个冯诺依曼体系结构的基本组成及其相关的改进与优化，下面我们将会结合实际，去系统的介绍这个相关的架构的组件，以及他们之间的相互关系；

2.1存储器

存储器就是我们的内存，这个很重要，我们的存储分为外存和内存，存储器就是指的内存，外存是类似于这个磁盘和U盘这样的东西；

2.2输入设备

键盘这是一个典型的输入设备，键盘采集的就是我们输入的信息，摄像头采集的就是我们人脸的信息，话筒采集我们的声音，从这个角度而言他们都是输入设备；此外这个鼠标（采集我们的点动信息），磁盘（我们文件从磁盘里面打开的），网卡都是属于输入设备；

2.3输出设备

显示器，播放器的硬件，磁盘，网卡都是属于输出设备，我们可以看到这个有些设备是单纯的输入或者是输出设备，但是有一些这个像磁盘和网卡兼顾属于输入设备和输出设备；

2.4CPU组成

CPU是有运算器和控制器两个部分组成的，运算器就是对于这个过程里面的数据进行运算的，包括逻辑运算和算数运算；

什么时候由输入设备到存储器，什么时候存储器到达运算器运算，什么时候有输出设备输出，这个过程都是有我们的控制器进行全程的监控的；

2.5线的概念引入

这五个部分组成了计算机基本架构，但是这个五个部分都是独立的个体，各自都在发挥着自己的作用，每一个硬件单元都需要使用“线”进行连接，这个线分为系统总线和IO总线；

3.操作系统

3.1操作系统简介

操作系统是进行管理的软件，管理的就是冯诺依曼上面涉及到的硬件，他也会对于这个一部分的软件进行管理，就是既可以管理硬件，也可以管理软件；

每一个硬件配备自己的驱动程序，驱动程序链接操作体统和硬件设备；

操作系统帮助用户管理好底层的软硬件资源，通过管理好软硬件资源，为用户提供良好的执行使用环境，软硬件资源管理只是手段，目标是为了用户的良好的体验；

操作系统里面会有各种数据，但是，操作系统不相信任何的用户，所有的访问操作系统的行为，都是通过系统调用完成的；

3.2操作系统如何管理

管理者和被管理者不需要直接见面的，在这个情况下，应该如何进行管理呢？只要能够把这个信息管理起来，我们就可以进行管理决策；

管理的本质就是通过对数据的管理，达到对人的管理，但是这个过程并不是直接的，而是通过执行者完成的，驱动程序就是这个过程里面的执行者，在一个学校里面校长就是操作系统，我们学生就是软硬件资源，我们和校长并不是直接对接的，而是通过辅导员这个驱动程序进行管理；这个类比可以帮助我们具体理解这个驱动程序，操作系统对于软硬件的管理过程，关系；

描述清楚软硬件资源的相关属性，我们对于设备的管理转化为对于相同的属性的管理，操作系统里面，对于对象的管理，就转化为这个对于某一种数据结构的增删查改；数据量很大的时候，我们就需要使用先描述，再组织的方式进行管理；