OS管理和进程的学习

1.冯诺依曼体系结构

1.1

输入设备：键盘，鼠标，键盘，网卡（网络接受），磁盘...

输出设备：显示器，磁盘，网卡（网络发送） ....

存储器：内存--进行运行程序，读取文件，写入文件....

运算器：对我们数据进行计算。

控制器：对计算机的进程进行控制。

运算器和控制器都在CPU中，冯诺依曼体系结构想要协同操作起来，就需要一根线进行连接，我们把它叫做总线，总线分为IO总线和系统总线。

IO总线：存储器运算器控制器之间的线

系统总线：存储区输入设备输出设备之间的线

1.2设计原因：

我们可以发现，输入设备没有直接去和CPU进行数据交流，而是先放到了寄存器当中，为什么会这样设计呢？原因就是CPU的运算是纳秒级别，非常非常快，而输入设备或者输出设备要进行读取数据的时候，要去磁盘中读取数据，而硬盘读取数据是毫秒，所以并不能同时很好的运行，而计算机的运算速率最后取决于什么，就是取决于那个慢的，所以这么做就白瞎了CPU这么快的运算速率了。所以有了内存，进行协调CPU和硬盘，这样输入设备和输出设备都直接和寄存器打交道，数据从寄存器到CPU，再从CPU到寄存器，最后到输出设备。

冯诺依曼这套设计理念，会提高CPU的运行效率，就是怎么说，CPU读取数据的时候，也会进行别的操作，然后边读取也可以别输出，所以并不是需要完全等数据读取完才会进行工作，所以不是单向的提高了速率，而是双向的提高效率，边输入边输出的效率。

1.3：

1.3.1一个程序运行的要先加载到内存中，为什么？：程序需要到CPU才能进行运行，而CPU是从哪里获取数据的？---内存

缓存存在内存中

二：OS系统

1.操作系统是什么：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）

OS操作系统就像是一个管理者，进行管理同时运行的程序，进行合理的管理软硬件资源

2.设计目的

与硬件交互，管理所有的软硬件资源（对下）

为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境（对上）

2.系统是如何调用的：先描述再组织

如果是对硬件的，其实每个硬件可以看成一个结构体，然后在这个结构体当中就会有硬件的状态啦，优先级啦等等，然后最后把每个硬件用链表连接起来，最后对硬件的操作，就是相当于对链表的操作--增删查改，这种思路就是先描述再组织。

3.如何理解系统调用

OS系统并不是直接和用户进行打交道的，而是程序员进行和OS操作，所以用户用的都是程序员创建好的程序，然后给用户提供图形化界面的接口，让非程序员的人可以点击鼠标进行操作，比如打游戏。而程序员也是上层用户，用的书系统调用接口提供的用户操作接口，然后我们就能进行指令操作，进行开发等等。而且OS操作系统，是不信任用户的，因为用户并不懂OS操作系统，如果新任用户，让用户对OS进行操作，就会导致非常多的bug。

结论就是，用户进行的开发操作或者玩游戏的操作，都是通过库或或者图形化界面的接口或者外壳或者指令进行系统调用。

OS虽然不相信用户，但是你可以使用它的程序，只是不让你修改人家的内部结构和内容。但是我们程序员该怎么和OS进行交流呢。 OS留了内部函数，各种库给外部—也就是留了接口，可以让程序员进行操作--进行系统调用。操作系统，C编译器，和几乎所有的 UNIX 应用程序 都是用 C 语言编写的，所以接口一定和c语言或者c++有关，底层平台的接口都必须和c有关，没有c或者c++，就没有接口，没有接口就不能使用操作系统，不能使用操作系统，就不能使用键盘，鼠标，网卡等地等。