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后端开发网站做一些什么软文文案范文

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一、冯•诺依曼体系结构

在学习操作系统之前,我们先来认识一下冯•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

1.输入单元:包括键盘, 鼠标,扫描仪, 写板等
2.中央处理器(CPU):含有运算器和控制器等
3.输出单元:显示器,打印机等 

关于冯诺依曼,必须强调几点:

1.这里的存储器指的是内存 不考虑缓存情况,
2.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)
3.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。
4. 一句话,所有设备都只能直接和内存打交道 

我们需要把数据或问题交给计算机,所以计算机必须要有输入设备,中间通过计算机运算后,计算机还要把计算结果输出出来,所以计算机必须要有输出设备。 

 可是计算机光运算是不够的,他还需要控制何时在输入设备中拿数据,何时出输出设备,所以这里,我们的控制功能出现了。

 现在,我们把这个具有算数运算逻辑运算和控制功能的处理器叫做CPU,但是输入设备和输出设备相对于中央处理器来说是非常慢的,于是在当前这个体系整体呈现出来的就是,输入设备和输出设备很慢,而CPU很快,根据木桶原理,那么最终整个体系所呈现出来的速度将会是很慢的。

于是我们就不让输入设备和输出设备直接与CPU进行交互,而在这中间加入了内存。

内存有个特点就是,比输入设备和输出设备要快很多,但是比CPU又要慢。现在内存就处于慢设备和快设备之间,是一个不快也不慢的设备,能够在该体系结构当中就起到一个缓冲的作用。
现在该体系的运行流程就是:用户输入的数据先放到内存当中,CPU读取数据的时候就直接从内存当中读取,CPU处理完数据后又写回内存当中,然后内存再将数据输出到输出设备当中,最后由输出设备进行输出显示。于是就形成了最终的冯诺依曼体系结构。

根据冯诺依曼体系结构图,我们可以知道,站在硬件角度或是数据层面上,CPU只和内存打交道,外设也只和内存打交道。为什么程序运行之前必须先加载到内存?

因为可执行程序(文件)是在硬盘(外设)上的,而CPU只能从内存当中获取数据,所以必须先将硬盘上的数据加载到内存,也就是必须先将程序加载到内存。

常见的输入输出设备:

输入设备:键盘、鼠标、网卡、硬盘、话筒、摄像头、扫描仪等。
输出设备:显示器、音响、网卡、硬盘、打印机等。

我们经常说CPU当中有寄存器,实际上寄存器不仅仅在CPU当中存在,在其他外设当中也是有寄存器的。例如,当我们敲击键盘时,键盘是先将获取到的内容存储在寄存器当中,然后再通过寄存器将数据写入内存当中。

在物理层面上,各个硬件单元之间是通过总线连接的,外设与内存之间的总线叫做IO总线,内存与CPU之间的总线叫做系统总线。

二、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(例如函数库,shell程序等等)

设计OS的目的:

与硬件交互,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 

操作系统的上下层都有什么:

我们可以直接发现的是计算机的硬件,而操作系统就是用来管理这些硬件的,比如内存什么时候读取输入设备的数据,一次读多少,内存缓冲区什么时候刷新。

这里更重要的一点是:操作系统是不会和硬件直接打交道的

在操作系统和硬件之间,多了一层,叫做驱动层,由驱动层去单独控制硬件,比如我们所熟知的鼠标键盘驱动,网卡声卡驱动,硬盘磁盘驱动。有了驱动层,操作系统只需关心什么时候读取数据,不用关心怎么读取了。

操作系统主要管理以下四项:

内存管理:内存分配、内存共享、内存保护以及内存扩张等等。
驱动管理:对计算机设备驱动驱动程序的分类、更新、删除等操作。
文件管理:文件存储空间的管理、目录管理、文件操作管理以及文件保护等等。
进程管理:其工作主要是进程的调度。

操作系统再往上就是我们所处的位置,在这里我们就可以用命令行或是图形化界面进行各种操作,这一层被称为用户层。用户不会直接访问操作系统,操作系统为了保护自己,只会放出一些接口,让用户间接访问,这一系列接口被称为系统调用接口。

但这些系统调用接口对我们普通用户来说使用成本又太高了,因为要使用系统调用前提条件是你得对系统有一定了解。所以在系统调用接口之上又构建出了一批库,例如libc和libc++。实际上在语言级别上使用的各种库,就是封装了系统调用接口的,我们就是通过调用这些库当中的各种函数(例如printf和scanf)进行各种程序的编写。

 这里引出一个重要的概念:先描述,再组织

我们先来理解一下什么是管理:

这里有三个身份,校长,老师,学生,校长想要学生的信息,让老师去收集,在这里校长就是决策者,老师就是执行者。校长不需要见到学生也可以进行管理。

先描述:

再组织 :

此时校长对各个学生的管理,实际上就变成了对这个双链表的增删查改。当有新生时直接向该双链表加入一个结点,当学生毕业后直接将学生信息从该双链表当中移除即可。 

http://www.qdjiajiao.com/news/5853.html

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