常见的笔记本、台式机#xff0c;不常见的服务器、工作站#xff0c;大部分都遵守“冯诺依曼体系”#xff0c;因此该计算机体系就是现代…1.冯·诺依曼计算机体系

关于冯·诺伊曼系统在这里我只是简单讲一讲更加详细的内容可以看我的计算机组成系列。

常见的笔记本、台式机不常见的服务器、工作站大部分都遵守“冯·诺依曼体系”因此该计算机体系就是现代计算机的哲学指导。

1.1.早期冯诺依曼体系

注释2这里的存储器指的是内存因此个人觉得这个存储器不太严谨但是碍于很多教科书都是如此书写只能得续用。

注释3磁盘设备其实反倒是可以理解为输出设备因为文件数据是会写到磁盘内部的……同理磁盘也可以作为输入设备使用。

注释4控制器的作用是响应外部事件比如拷贝数据到内存实际上控制器做的很多事情都是把一个数据移动到某个位置。

注释5输入设备到内存的步骤为input内存到输出设备的步骤为output也就是I/O的过程因此程序要运行也就必须要加载到内存中。

注释6实际上很多的硬件设备都是具有存储数据能力的只不过是存储量的大小不一罢了。

而所谓的硬件之间进行交流也就是利用各个硬件中的存储空间来进行数据的拷贝/迁移。

注释7SSD是固态硬盘比磁盘的读写速度快但是价格也比普通的磁盘要贵因此有很多企业还会购买大量的磁盘来使用减少成本一般存储效率高的存储硬件要更贵。

注释8现代很多的CPU只能对内存进行读写不能直接和外设输入输出设备进行数据交流。

根据“木桶效应”由于速度最慢的就是CPU和外设直接数据交互导致整机效率降低所以CPU一般为了高效一般只和内存打交道。

2.操作系统概念与定位

为了使计算机更好发挥每一个硬件的最大功能更好符合冯诺依曼结构提高硬件交互效率现代的许多计算机内部都包含一个基本的程序集合称为操作系统即OS最基本的操作系统至少应该包括

其他程序函数库、shell外壳程序等

OS是一款“搞管理”的软件主要目的是“管理硬件和软件”。

和面向对象语言类似操作系统必须“先描述被管理对象再组织被管理对象”进而实现

和硬件交互协调管理所有的软硬件资源为用户程序应用程序提供一个良好的执行、开发环境

补充在C语言中实际体现管理和组织时

管理使用struct结构体来描述硬件或者软件组织使用链表等高效数据结构组织struct结构体的实例化

那么OS的“管理”具体的结构是怎么样的呢下面有一张图您可以简单看一下。

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操作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使用要求比较高开发者可以对部分系统调用进行适度的封装从而形成了库例如C库。

有了库就有利于上层用户或者开发者进行调用开发也就是通过库来间接调用系统调用。

补充2Linux内核内部有很多驱动程序基本都是用C语言写的也有少部分使用汇编这部分连偏向底层的C都没有办法书写。

上面这张图您可能只知道表面无法知道更加深层次的细节但是在以后的学习中您就会逐渐体到这张图的意义。