对计算机系统os的浅入理解

每天我们打开电脑，最先映入眼帘的就是那大大的windows标志，似乎，没有系统，那么电脑就无法运行。

那么，操作系统究竟是什么，它为何如此重要？

一.计算机的硬件

想要了解计算机系统，那么得先了解硬件

类比人体，你需要通过收集眼睛，鼻子，皮肤和耳朵来收集信息，信息通过大脑的处理，你还需要用四肢，嘴巴来输出信息，最后，还需要大脑把这些信息储存起来，成为自己宝贵的经验。

那么，电脑同样需要输入信息，处理信息，储存信息，输出信息的硬件

1.I/O设备（输入输出设备）：你能想到的，键盘，鼠标等输入设备，显示器，打印机等输出设备。

2.储存设备：硬盘用于长期储存信息，内存用于存放临时的进程和数据。

3.处理器：对输入的数据进行算术逻辑运算。

4.总线：类似于神经，连接各种设备以进行数据传输，目前有传递4个字节的（32位）和8个字节的（64位）。

还有很多的外部设备，这里就不多说了。

二.计算机系统

操作系统（os）是软件的一种，是连接硬件和应用程序的桥梁

硬件需要机器语言（只有01的代码）才能对它进行直接的操作，你试想一下，你想处理一个硬盘里的数据，你需要用机器语言把数据找到，再自行分配一片内存区块来让数据填入，然后再用机器语言去传给中央处理器。这样的电脑谁用的懂？于是，为了解决这些重复且枯燥的工作，操作系统就出现了，它把人类难以理解的硬件操作抽象成人类可以理解的方式，你只需要在它提供的调用接口下进行操作。当你运行一个c语言规范写的程序时，os会自动调用它的编译器，将它从c语言转换成汇编语言，再转换成机器语言，程序开发的难度大大降低了。就好比一个黑箱子，你只需要了解黑箱子外留下的按钮，而不需要了解黑箱子里发生了什么。

1.操作系统的内核

操作系统的内核重点就是管理系统中的硬件，在启动电脑时，内核程序读取硬盘中的数据并加载在内存中，驱动各种硬件处在运行状态，以至于进入桌面后，一切资源都处于待命（Ready）状态，等待着用户的操作。内核程序是受到保护的，用户不能随意的篡改它，否则可能会导致系统的崩溃。

一个内核必须具有的几个功能

• 系统调用接口：一个给用户使用的API，工程师通过这个API就可以很容易的开发软件，比如说只需要学习c语言的函数就可以实现各种功能，而不需要考虑内核是怎么调用硬件的，同时，一个统一的规范带来的是程序良好的可移植性，可以在不同的电脑上运行，使软件更好的传播
• 进程管理：为了让cpu的资源能有效分配，加快整体系统性能
• 内存管理：控制每个程序所占有的内存空间，用户不再需要手动为数据分配
• 文件管理系统：对硬盘中的文件管理，以及I/O设备管理工作
• 设备驱动：对不同的硬件进行加载，使硬件进入Ready状态

当你换了个新的网卡，原先的网卡驱动就不能用了，这时候系统就不能正常的上网，即使你的网卡是完好的，因为之前的驱动不能很好的调度这个新网卡，这时候你就需要向网卡的安装厂商索要对应的驱动程序。内核的驱动程序是个可以拆卸的模块，方便人们在更换不同的硬件时不用换整个操作系统，你的新网卡驱动安装完成后，它就成为了你内核的一部分，随着系统的加载而自动运行。

2.应用程序

应用程序是开发者在系统提供的API下开发出的软件，当然不同系统的软件是不能移植的，比如windows系统的软件无法在linux上运行，因为API是不同的。

你的网卡在系统驱动加载完成后就一直处在待命状态，当你打开网络浏览器后，浏览器会自动调用网络方面的接口来实现上网，而不用你写机器语言去调用网卡，实现操作的简单化。

三.抽象

在操作系统的开发过程中，最核心的思想就是抽象，把人难以理解的机器语言抽象成人能理解的语言，把硬件的操作抽象成人能理解的方式。比如硬盘中一个个扇区的数据，对应成不同的硬盘中不同的文件夹下的数据。文件是I/O设备的抽象，虚拟内存是对整个储存设备的抽象，进程是对正在运行的程序的抽象，虚拟机则是对整个计算机的抽象。

以上是我对操作系统的浅入了解，在以后的学习中我将结合linux系统的学习，慢慢的去细化其中的每一个知识点。