【Linux】冯诺依曼概念以及操作系统基础概念
文章目录
- 冯诺依曼体系结构
- 操作系统
- 系统调用和库函数的概念
冯诺依曼体系结构
我们常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。
截至目前，我们所认识的计算机，都是有一个个的硬件组件组成
- 输入单元：包括键盘, 鼠标，扫描仪, 写板等
- 中央处理器(CPU)：含有运算器和控制器等
- 输出单元：显示器，打印机等
关于冯诺依曼，必须强调几点：
- 这里的存储器指的是内存
- 不考虑缓存情况，这里的CPU能且只能对内存进行读写，不能访问外设(输入或输出设备)
- 外设(输入或输出设备)要输入或者输出数据，也只能写入内存或者从内存中读取。
- 一句话，所有设备都只能直接和内存打交道
对冯诺依曼的理解，不能停留在概念上，要深入到对软件数据流理解上，下面解释一下从登录上的qq开始和某位朋友聊
天开始，数据的流动过程：
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输入设备阶段
当你在 QQ 聊天窗口中输入文字、表情或其他信息（如通过键盘、触摸屏等输入设备），这些信息被转换为电信号或者数字信号，作为输入数据。 -
存储器阶段
输入的数据被暂存到计算机的内存中。QQ 软件在运行时会分配一定的内存空间来存储这些待发送的消息数据，同时也会从内存中读取历史聊天记录、联系人信息、界面设置等相关数据用于聊天窗口的展示和操作逻辑。 -
运算器阶段
计算机的中央处理器（CPU）中的运算器会对这些数据进行处理。 -
控制器阶段
控制器负责协调各个部件的操作。它指挥内存将处理好的数据发送到网络接口卡（NIC），并控制网络传输的过程，确保数据按照网络协议进行发送。 -
输出阶段（网络传输及对方接收）
数据从你的计算机的网络接口卡通过网络（如互联网）传输到 QQ 服务器。服务器根据接收方的账号信息，将数据路由转发到接收方的设备上。
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）。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shell程序等等）
设计OS的目的
- 让用户与硬件交互变得简单，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环境
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。
系统调用和库函数的概念
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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，供上层开发直接使用，这部分由操作系统提供的接口，叫做系统调用。
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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，所以，有心的开发者可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成库，有了库，就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发。
在Linux中，我们使用man手册的时候也能够看见哪些是库函数，哪些是系统调用
系统调用的接口，比如：
fok函数，用来创建子进程。
库函数的接口，比如