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即時看![linux] 馮諾依曼體系及操作系統(tǒng)的概念

2023-02-05 12:23:41 來源:51CTO博客


(資料圖)

@??TOC?

1. 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)

常見的計(jì)算機(jī),如:筆記本,不常見的服務(wù)器,如服務(wù)器,大部分都遵循馮諾依曼體系

1. 為什么要有內(nèi)存?

輸入、輸出設(shè)備稱之為外圍設(shè)備,簡稱外設(shè),外設(shè)速度一般比較慢一些

以磁盤為例,我們?nèi)ヌ詫毣?00塊 去買磁盤,可以買到1T的但若是買儲存器即內(nèi)存,只能買到4G/8G的內(nèi)存條,從價(jià)格上看內(nèi)存是比較貴的,主要是因?yàn)橄鄬τ趦?nèi)存,磁盤是比較慢的

1. 若內(nèi)存不存在

這樣做雖然可以,但是因?yàn)橥庠O(shè)的速度非常慢,而CPU的速度非??欤蛯?dǎo)致類似于木桶問題的現(xiàn)象存在

這個木桶最多承裝多少水,不是由這個木桶最長的木板決定的,而是由最短的木板決定的,整體效率就以外設(shè)為主,外設(shè)的速度非常慢,就導(dǎo)致整體效率非常慢

2. 若內(nèi)存存在

內(nèi)存的速度比外設(shè)快的多,又比內(nèi)存速度慢 若內(nèi)存存在,進(jìn)行計(jì)算時,若只包CPU與內(nèi)存,則整體效率以內(nèi)存為主,內(nèi)存可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的預(yù)加載(提前將數(shù)據(jù)放入內(nèi)存中),CPU進(jìn)行計(jì)算時直接在內(nèi)存中取數(shù)據(jù),不需要訪問外設(shè)了

結(jié)論1

在數(shù)據(jù)層面上,一般CPU不和外設(shè)直接溝通,而是和內(nèi)存打交道

2.在硬件層面,單機(jī)和跨單機(jī)之間數(shù)據(jù)流是如何流向的?

你和你的朋友,聊qq,你發(fā)送一個在嗎?整個信息是如何在體系結(jié)構(gòu)中流動的?(在不考慮網(wǎng)絡(luò)的情況下,即發(fā)出去就能收到)

你從鍵盤打出"在嗎"輸入qq里,數(shù)據(jù)"在嗎"到內(nèi)存,然后數(shù)據(jù)要做計(jì)算,因?yàn)閿?shù)據(jù)在發(fā)送時不止一條,同時數(shù)據(jù)需要加密,把計(jì)算完的結(jié)果寫回內(nèi)存,將該數(shù)據(jù)顯示到輸出設(shè)備,將數(shù)據(jù)顯示到本地的顯示框中, 同時把數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)卡上,對應(yīng)的輸入設(shè)備就是網(wǎng)卡結(jié)論2

外設(shè)只會和內(nèi)存打交道(數(shù)據(jù)層面)

2. 操作系統(tǒng)(Operator System)

1. 概念

操作系統(tǒng)是一個進(jìn)行軟硬件資源管理的軟件

2.如何理解操作系統(tǒng)對硬件管理?

例如把學(xué)校中的人分為 校長、輔導(dǎo)員、學(xué)生 而管理者是誰呢?初次看,我認(rèn)為管理者是輔導(dǎo)員,因?yàn)槠綍r都是輔導(dǎo)員在管理我們而管理者的定義是:大部分情況下?lián)碛凶鰶Q策的能力所以真正意義的管理者是校長,所有的命令都是由校長發(fā)出的, 而輔導(dǎo)員只是按照校長的指令辦事,最后輔導(dǎo)員帶著學(xué)生完成任務(wù)

結(jié)論1

校長可能只在開學(xué)典禮見過,或者平時偶爾見到一次,只是你認(rèn)識他,他不認(rèn)識你,但還可以安排我去那間宿舍,安排什么時候上課、什么時候吃飯管理者和被管理者,不需要直接溝通

3.管理者和被管理者沒有直接溝通,他是如何管理我的呢?

在上初中的時候,你經(jīng)常跟你的同學(xué)抱怨,我的爸爸媽媽天天跟在屁股后面,天天管著我等上了大學(xué)后,你認(rèn)為你終于脫離了父母的管控了,此時你的父母確實(shí)不在你的身邊,但若你的父母有一種能力,按照天為單位,獲取到你這一天都干了什么,通過這些數(shù)據(jù)掌握了你的行蹤,第二天就給你打電話了,一頓說你。 說明你的父母不在你的身邊,但若拿到數(shù)據(jù)照樣可以管理你管理的本質(zhì): 對被管理對象的數(shù)據(jù)做管理

3.管理者是如何拿到被管理者的數(shù)據(jù)的呢?

校長是如何拿到我的數(shù)據(jù)的呢?校長不用跟我直接接觸,但輔導(dǎo)員通過他旗下的爪牙跟我直接接觸輔導(dǎo)員 拿到了我的各科考試成績,姓名籍貫等數(shù)據(jù)交給了校長

4.對管理做建模

假設(shè)校長是一個程序員,要每一個學(xué)生的數(shù)據(jù), 由于基本屬性都是一樣的,都包括(姓名、性別、考試成績),由于linux內(nèi)核使用c語言寫的,所以設(shè)定一個結(jié)構(gòu)體 s 包含這些基本信息
struct s{   //姓名    //性別    //考試成績};
由于學(xué)生數(shù)量太大,有上萬名,所以使用execl表格太麻煩了 所以我用單鏈表把各個學(xué)生的信息連接起來描述:如果要對特定的學(xué)生做管理,需要先將每一名同學(xué)結(jié)構(gòu)體描述起來,采集信息,用結(jié)構(gòu)體構(gòu)建對象形成某種結(jié)構(gòu),組織: 再將每一名學(xué)生對應(yīng)的結(jié)點(diǎn)組織起來管理的本質(zhì):先描述,在組織

5. 相互關(guān)系

驅(qū)動去和硬件交互,從交互的層面上拿到相關(guān)的數(shù)據(jù),操作系統(tǒng)拿到數(shù)據(jù)做決策,將決策交給驅(qū)動做執(zhí)行

6.操作系統(tǒng)為什么要對軟硬件資源做管理?

操作系統(tǒng)對下通過管理好軟硬件資源(手段),對上給用戶提供良好(安全、穩(wěn)定高效、功能豐富)的執(zhí)行環(huán)境(目的)以銀行系統(tǒng)為例,行長能通過IT部門對銀行的電腦、服務(wù)器進(jìn)行管理,也能對銀行內(nèi)的人員進(jìn)行管理說明操作系統(tǒng)既能對硬件做管理,也能對軟件做管理行長對下要管理好員工和軟硬件資源,對上給用戶提供良好的執(zhí)行環(huán)境

銀行會相信我們么?

不相信,因?yàn)槲覀兇驽X不可能讓你自己進(jìn)入金庫為了保護(hù)自身安全,設(shè)置銀行柜臺的存在,給我們提供窗口服務(wù)操作系統(tǒng)給我們提供良好的服務(wù),并不代表OS會相信我們,反而,操作系統(tǒng)不相信任何人

系統(tǒng)調(diào)用

類似于銀行柜臺的存在,操作系統(tǒng)的特定功能以接口的方式給我們提供出來,接口被稱作操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用linux系統(tǒng)本身是用c語言寫的 ,<系統(tǒng)指的是操作系統(tǒng),調(diào)用指的是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的c函數(shù)

標(biāo)簽: 操作系統(tǒng) 輸出設(shè)備 馮諾依曼

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