操作系统学什么？

操作系统学什么？

首先我们要知道操作系统是上接应用程序，下接硬件的。那么，位于它们之间的操作系统，自然是有承上启下的作用。

向上（应用程序）

File System（文件系统）

1. 文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。
2. 操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。
3. 文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。
4. 从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。
5. 具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

思考：文件系统时存储设备文件的方法，那么如何组织大量信息？

Interface（接口）

1. 计算机网络：同一计算机不同功能层之间的通信规则称为接口。
2. Java：对协定进行定义的引用类型。其他类型实现接口，以保证它们支持某些操作。接口指定必须由类提供的成员或实现它的其他接口。与类相似，接口可以包含方法、属性、索引器和事件作为成员。
   接口中可以声明属性、方法、事件和类型(Structure)，（但不能声明变量），但是并不能设置这些成员的具体值，也就是说，只能定义，不能给它里面定义的东西赋值。
3. 操作系统：接口即连接两个东西，信号转换，屏蔽细节，操作系统接口即连接上层用户和操作系统软件。操作系统接口就是一些叫做系统调用的函数，具体来说就是fork，open，read，write等C函数。（操作系统接口定义参考https://blog.csdn.net/weixin_43541094/article/details/108985074）

操作系统提供了3类型的接口供用户使用：

1. 命令接口
   提供一组命令供用户直接或间接操作。
   根据作业的方式不同，命令接口又分为联机命令接口和脱机命令接口。
2. 程序接口
   程序接口由一组系统调用命令组成，提供一组系统调用命令供用户程序使用。
3. 图形界面接口
   通过图标 窗口 菜单 对话框及其他元素,和文字组合,在桌面上形成一个直观易懂 使用方便的计算机操作环境.

思考：接口是提供给用户使用的，那么如何让用户使用方便？

向下（硬件）

CPU（中央处理器）

中央处理器（central processing unit，简称CPU）作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。

思考：既然CPU是作为信息处理和程序执行的最终执行单元，那么，怎么去高效处理和执行？

Memory（内存）

1. 内存(Memory)是计算机的重要部件，也称内存储器和主存储器，它用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
2. 它是外存与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中进行，内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平。
3. 只要计算机开始运行，操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算，当运算完成，CPU将结果传送出来。

思考：Memory适用于存放数据的，但是它的空间也是有限的，如何充分利用空间？

I/O设备

1. 输入/输出设备，就是指可以与计算机进行数据传输的硬件。
2. 最常见的I/O设备有打印机、硬盘、键盘和鼠标。从严格意义上来讲，它们中有一些只能算是输入设备（比如说键盘和鼠标）；有一些只是输出设备（如打印机）。
3. 所有储存器也可以算是输入/输出设备。如硬盘、软盘、光盘等。

思考：I/O设备一般是由操作系统管控，配合CPU的工作，如何管控I/O设备，使得其配合CPU高效工作？

自身管理

操作系统除了承上启下的作用，对其自身也有一套自己的管理之法。

Kernel（实时操作系统）

1. kernel：（名词）核心，要点；[计] 内核；仁；麦粒，谷粒；精髓
2. 实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。
3. 提供及时响应和高可靠性是其主要特点。

Security（网络安全技术及其协议）

网络安全技术及其协议，包括了网络通信安全、信息在网络传输中的保密性和完整性、控制访问受限网域与敏感信息以及在公共网络如因特网上使用隐秘通讯。为了解决这些问题，各大组织及技术供应商纷纷推出了各种网络和信息安全技术。

唠嗑日常

这是我第一次写博客，主要是做作为笔记记录下来，思路是我觉得比较好理解的，很多专业有关知识都是从网上搜查的。由于我的计算机组成原理基础不是很好，所以会有很多基础知识，方便学习。如果大家有什么问题，也欢迎和我一起探讨。要是我的文章出现问题，希望大家斧正。