【Linux初阶】操作系统概念与定位 | 操作系统管理硬件方法、系统调用和库函数概念

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✒️✒️本篇内容：操作系统的基础概念、设计OS的目的，操作系统的定位，操作系统管理硬件方法，系统调用和库函数概念

作者简介：计算机海洋的新进船长一枚，请多多指教( •̀֊•́ ) ̖́-

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目录

一、操作系统概念

二、设计OS的目的

三、操作系统定位

四、计算机管理硬件的方法

五、系统调用和库函数概念

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一、操作系统概念

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)。实际上，操作系统是一个对软硬件资源管理的软件。

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） 

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二、设计OS的目的

• 与硬件交互，管理所有的软硬件资源 【向下】
• 为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境 【向上】

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三、操作系统定位

在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是：一款纯正的“搞管理”的软件

如何理解 "管理"？我们通过下面的例子来理解一下

在我们的生活中，一个正常的组织体系（学校等）包括：管理者 、被管理者（执行者）

我们可以把校长比作管理者，辅导员和学生比作被管理者，在学校我们与校长见面的机会少之又少，那么校长又是怎么完成学生管理工作的呢？答案是，他可以让辅导员将学生的信息和诉求整理成表格之后再上交，通过分析表格的信息来推进学生管理工作。实际上，校长在这个过程中并没有和学生交流，他只是通过学生对应的信息来对学校资源进行调度。

因此，我们可以的出结论：管理者和被管理者并不需要直接交互，依旧能对被管理者进行管理，管理的本质实际上是管理数据。

回到计算机中，这里的校长实际上就是操作系统，他通过接收用户（学生）的诉求，根据软硬件的情况（利用学校有限资源），调度软硬件资源实现目标（完成学生的培养工作）

下图为计算机组成示例

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四、计算机管理硬件的方法

我们在上面说过，管理的本质实际上是管理数据，所有的“管理”，本质的内在逻辑是：先描述、在组织

1. 描述起来，用struct结构体或类，将数据分类汇总起来
2. 组织起来，用链表或其他高效的数据结构，将数据与数据联系起来

【注意】操作系统可通过驱动程序对硬件做管理（校长通过辅导员对学生进行管理） ，每个硬件必然有对应的操作接口

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五、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，这部分由操作系统提供的接口，叫做系统调用接口。

在系统接口上方，有各种各样的软件层（用户操作接口），其中最重要的就是shell 和 lib(库)

• shell帮助用户对基础指令进行输入输出。
• 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。因此有心的开发者可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成了库。
• 库的存在，有利于更上层用户或者开发者进行二次开发（我们熟知的库有C语言库、C++库等）

在用户操作接口之上，是普通用户或开发者的使用平台。通常我们所说的学习编程实际上就是学习用户层的知识。

【注意】我们个人的任何操作，不能越过操作系统对其他软硬件进行直接控制，我们在编程过程中的指令操作、编程操作（例如打印hello world），都是将数据交给操作系统，再由操作系统完成对硬件的调用。这样做的目的是为了保护计算机、减少用户或开发者的使用开发成本。举一个简单的例子，就像是我们去银行取钱，我们需要去银行柜台或者取款机办理业务，而不能越过它们直接去钱库中取钱。

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 操作系统概念与定位大概就讲到这里啦，博主后续会继续更新更多Linux操作系统的相关知识，干货满满，如果觉得博主写的还不错的话，希望各位小伙伴不要吝啬手中的三连哦！你们的支持是博主坚持创作的动力！