通俗易懂帮你理清操作系统(OperatorSystem)-创新互联

文章目录

• 概念（是什么）
• 设计OS的目的（为什么）
• 如何理解 "管理"（怎么办）
• • 总结
• 系统调用和库函数概念

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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）
总结：在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是：一款进行软硬件资源管理的软件。要留意“管理”和“软件”这两个字。

设计OS的目的（为什么）

对下：为了与硬件交互，管理所有的软硬件资源。
对上：为用户程序（应用程序）提供一个良好的、稳定的、高效的、安全的执行环境。

如何理解 “管理”（怎么办）

管理的例子
就比如在大学中，对于重大事宜有决策权力的一般是校长，但我们一般情况下是见不到校长的，一般也就和辅导员联系，那我们是怎么被学校管理（发奖学金、评奖评优等）的呢？其实不难理解本质上是我们各种学号、姓名、专业、班级等等的数据信息已经被校方拿走了，而且一直在更新。所以管理者不需要和被管理者直接交互，依旧能够把被管理对象管理起来。那么管理的本质就是对数据做管理。

那么管理者与被管理者不见面怎么拿到对应的数据呢？
下面画了一张图来表示这样的一个关系。
假如说新生开学军训这件事本身是校长这个管理者做出的决策，班主任需要做的工作就是让学生们做执行，
那么其实这里也是一样，操作系统和被管理者硬件之间其实还有一个驱动层，一方面帮助操作系统拿到硬件对应的数据，另一方面给当操作系统根据数据做决策也由对应的驱动来执行。

那么数据太多校长要怎么管理这些数据呢？不难发现，每一个学生的数据种类虽然多但是都是差不多的，有姓名、年龄、班级、联系电话、学号、成绩等等，那么给每个学生一人一个表格，把对应的数据填上，就可以对学生进行管理了。

那么校长其实就可以利用一个个的结构体将学生的数据都描述起来，通过对应的增删查的算法就可以对这些结构体进行管理了。
其实操作系统也是这样的，先把要管理的数据都抽象出来，然后利用对应的数据结构算法对数据进行管理即可。所以计算机学科为我们提供了各种各样的数据结构、C/C++为我们提供了各式各样的STL、算法库等等，包括类和对象，就是让我们沿着一个先描述再组织的能力来让我们去学习。

总结

操作系统对所有软硬件资源管理的思维方式是：

1. 先描述：对被管理对象抽象出来变成一个结构体。（面向对象）
2. 再组织：根据该结构定义出来的一个一个的对象，将他们设计成一个特定的数据结构，把对于被管理对象的管理转换为对某种结构的管理。

管理的本质是：对数据的管理。
管理的方法是：先描述，再组织。

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，类似于银行，银行其实是不能直接把各种设备和资源等暴露在外面，防止一些不法分子来进行破坏，那为什么不直接把银行封起来不让任何人进入呢？原因就在于银行存在的意义就是为人民服务，提供我们各种存取钱的需求，所以银行就用很多比较坚硬的玻璃封起来，然后下面开一个小口口来提供给我们各种服务，操作系统也是这样，它们本质上不相信任何人，不能把各种驱动和管理程序随意的暴露出来，也不能完全封闭，所以会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分由操作系统通过C语言给我们提供的接口，叫做系统调用。像是fork、signal等等

系统调用在使用上，对用户的要求相对也比较高，必须要特别了解操作系统，让用户直接用这个接口太麻烦了，所以，开发者对部分系统调用进行适度封装，从而形成各种各样的软件层有C/C++库（各种lib，完成编程操作）、shell（帮助用户进行各种基本指令的操作）、各种图形化界面，就像C语言中的printf函数，调用一下就可以让屏幕轻松的打印我们想要打印的东西，各种ls、touch命令。这样的操作需要系统调用接口来做的，可以说成本是非常高的，但有了各种库、shell、各种图形化界面就有利于跟上层用户或者开发者进行二次开发。

综上就有了下面的这一幅图。

推荐阅读：【Linux】进程的概念|查看进程的方法|子进程

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好了今天的分享就到此为止了
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