目录

一、冯诺依曼体系结构

注意事项

存储器的意义：缓冲

数据流动事例

二、操作系统

操作系统的概念

操作系统的定位与目的

操作系统的管理

系统调用和库函数概念

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一、冯诺依曼体系结构

冯诺依曼架构（von Neumann architecture）是一种计算机体系结构，它由匈牙利裔美国数学家、计算机科学家约翰·冯·诺依曼（John von Neumann）在1940年代提出。冯诺依曼架构定义了现代计算机的基本设计原则，至今仍是大多数通用计算机的基础。，它由以下几个核心组件组成：

 

注意事项

◉ 数据是要在计算机的体系结构中进行流动的，流动的过程中，进行数据的加工处理。从一个设备到另一个设备的本质是一种拷贝，数据设备的拷贝效率，决定了计算机整机的基本效率

◉ 内存是CPU唯一能直接读写的数据存储器

◉ 外设只能通过内存进行数据传输，即外设的数据必须先写入内存，然后由 CPU 读取；同样，CPU 输出数据也必须先写入内存，再由内存转交给外设。

存储器的意义：缓冲

❍ 技术角度：内存的速度介于 CPU 寄存器和外设之间，起到了缓冲的作用，避免了“木桶效应”，即系统性能被最慢的部分限制

❍ 成本角度：内存的制造成本低于 CPU 寄存器，但性能却能满足大部分数据存储需求，从而实现性价比的优化。

 

数据流动事例

当我用QQ向朋友打招呼时，数据流动的过程如下：

❍ 输入设备（键盘）将输入的数据先写入内存；

❍ CPU 从内存读取数据进行处理，并将处理结果再次写入内存；

❍ 输出设备（网卡）从内存读取数据并显示。

这种数据流动过程确保了各组件之间高效协作，提高了计算机系统的整体性能。

二、操作系统

操作系统的概念

操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的核心软件，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供交互界面，并确保计算机系统高效、稳定地运行。

计算机的运行：

操作系统是管理计算机软硬件资源的基本程序集合。主要包括：

◉ 内核：负责内存管理、进程管理、文件管理、驱动管理

◉ 其他程序：如函数库、Shell程序等，提供额外的功能和用户接口

操作系统的定位与目的

❍ 定位：操作系统是一款专门管理软硬件资源的软件

❍ 目的：对上：为用户程序提供良好、稳定的运行环境

对下：高效管理硬件资源

操作系统的管理

先描述再组织

❍ 描述起来，用struct结构体

❍ 组织起来，用链表或其他高效的数据结构

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