计算机体系结构和操作系统

这篇文章的主要内容是冯诺依曼计算机体系结构和操作系统的理解。

目录

 一.冯诺依曼计算机体系结构

二.操作系统的理解

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一.冯诺依曼计算机体系结构

如图是冯诺依曼计算机体系结构，计算机本质就是对数据进行处理的机器，图中，数据从输入设备交给内存，内存再交给CPU进行快速运算，再通过内存将数据交给输出设备。在数据层面上，CPU不会直接和输入输出设备直接交互，因为会拖慢CPU的运行速度，所以CPU和外设中间会有内存来充当一个巨大的缓存，从而做到运算速率最优化。

举例:如何理解程序运行之前，必须加载到内存？

我们写的程序=代码+数据 是为了对数据进行快速数据处理，都要将数据交给CPU来处理，要想让CPU进行处理，前提是必须进入内存当中。我们的可执行文件(.exe)只不过是编译好的二进制文件，在磁盘中保存，要想让CPU执行代码处理数据，必须将.exe加载到内存当中，再和CUP进行数据上的交互。

二.操作系统的理解

计算机本质就是硬件和数据的一个集成。如何很好的管理和维系这些硬件和数据呢？这时候就需要操作系统来解决了。

由图可知，操作系统向上提供系统调用接口，并使用shell外壳和库为用户提供便捷，让用户使用计算机进行开发。 操作系统向下是对硬件和数据（软件）的管理。一般一个用户想要访问底层硬件，必须贯穿整个层状结构。

可执行程序运行的本质：调用系统接口将可执行程序加载到内存当中->进而使用CPU进行数据处理。

系统调用和库：系统调用是操作系统为用户的使用对外暴露的部分接口，这部分接口在使用上功能比较基础，对用户要求较高，所以开发者将部分系统调用进行适度封装，从而形成库里面的一系列函数。这样更有利于用户进行二次开发。

在我们学习的过程当中，计算机体系结构和操作系统的基础是非常重要的，当我们遇到不能理解的问题，都可以靠向计算机体系结构和操作系统，宏观的理解问题，任何访问硬件的操作都需要层状结构自上而下通过！！