当前位置: 首页 > news >正文

【Linux】初识操作系统

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。 

相关文章:

【Linux】初识操作系统

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&am…...

等保2.0中,如何确保云服务提供商的数据主权合规?

等保2.0中云服务提供商的数据主权合规措施 等保2.0(网络安全等级保护2.0)是中国的网络安全标准,旨在确保云服务提供商的数据主权合规。以下是一些关键措施和要求: 数据地理位置要求:云服务提供商必须保证所有基础设施位…...

【AI大模型】Transformers大模型库(十四):Datasets Viewer

目录 一、引言 二、Datasets Viewer数据查看器 2.1 概述 2.2 示例 三、总结 一、引言 这里的Transformers指的是huggingface开发的大模型库,为huggingface上数以万计的预训练大模型提供预测、训练等服务。 🤗 Transformers 提供了数以千计的预训练…...

一个例子理解傅里叶变换的计算过程

假设我们有一个简单的信号,由两个不同频率的正弦波组成,我们希望通过傅里叶变换来分析其频谱。 示例信号 假设我们有一个信号 : 这个信号由两个频率成分组成:一个50 Hz的正弦波和一个120 Hz的正弦波,后者的振幅是前者…...

2-2到2-4

计算出所有人的平均年龄: val lines sc.textFile("/root/data/scala/people/page.txt") val count lines.count() val total lines.map(line > line.split(" ")(1)).map(t>t.trim.toInt).collect().reduce((a,b)>ab) val avgAge …...

Vatee万腾平台:一站式智慧服务,让生活更美好

在数字化浪潮席卷全球的今天,我们生活的方方面面都在经历着前所未有的变革。Vatee万腾平台凭借其一站式智慧服务,正成为推动这场变革的重要力量,让我们的生活变得更加美好。 Vatee万腾平台,作为一家专注于提供智慧服务的领军企业&…...

如何选择一个好的汽车油封制造商?

汽车的每一个零部件都至关重要,其中,油封的作用更是不可忽视。它们确保了液体和气体在汽车内部的正确流动,防止了泄漏。因此,选择一个可靠的汽车油封制造商就显得尤为重要。那么,我们应该如何做出明智的选择呢? 首先…...

构建高效的电商返利系统:架构设计与实现

构建高效的电商返利系统:架构设计与实现 大家好,我是免费搭建查券返利机器人省钱赚佣金就用微赚淘客系统3.0的小编,也是冬天不穿秋裤,天冷也要风度的程序猿! 电商返利系统作为连接消费者和商家的桥梁,能够…...

如何使用 Python 交互式解释器?

1. 什么是Python交互式解释器? Python交互式解释器是一种REPL(Read-Eval-Print Loop)环境。它会读取用户输入的代码,执行代码,并输出结果,随后等待下一个用户输入。这种交互方式使得Python非常适合快速原型…...

C++日期类的完整实现,以及this指针的const修饰等的介绍

文章目录 前言一、日期类的实现二、this指针的const修饰总结 前言 C日期类的完整实现&#xff0c;以及this指针的const修饰等的介绍 一、日期类的实现 // Date.h #pragma once#include <iostream> using namespace std;#include <assert.h>class Date {// 友元函…...

缓冲区溢出

本文作者&#xff1a;杉木涂鸦智能安全实验室 前置知识点 栈 栈&#xff08;Stack&#xff09;是计算机中的一种数据结构&#xff0c;用于存储临时数据。它的特点是后入先出&#xff08;LIFO&#xff09;&#xff0c;只能在栈顶添加或删除数据。在程序中&#xff0c;栈被用于…...

step7:“模拟量界面”逻辑

文章目录 文章介绍效果图AnalogPage.qml结构图调用 SerialPortHandler.sendData(message); serialporthandler.cpp 文章介绍 之前的6步实现了案例MF的界面设计和串口界面的逻辑设计&#xff0c;本文将实现模拟量界面的逻辑设计 新增功能&#xff1a; 1&#xff09;弹出提示框 …...

Arduino - 继电器

Arduino - 继电器 In a previous tutorial, we have learned how to turn on/off an LED. In this tutorial, we are going to learn how to turn on/off some kind of devices that use the high voltage power supply(such as a light bulb, fan, electromagnetic lock, lin…...

状态压缩DP——AcWing 327. 玉米田

状态压缩DP 定义 状态压缩 DP 是一种通过二进制压缩状态的动态规划算法。它通过使用位运算来加速状态的转移和计算&#xff0c;从而提高算法的效率。 注意事项 数据范围&#xff1a;状态压缩 DP 通常适用于数据范围较小的问题&#xff0c;因为它需要使用二进制来表示状态&a…...

kafka(二)安装部署(2)windows

目录 一、前提 1、jdk 2、Zookeeper 2.1、解压 2.2、创建data文件夹 2.3、配置文件 2.4、添加环境变量 2.5、启动zk&#xff1a;zkServer 2.6、客户端 3、Scala 3.1、下载安装 3.2、配置环境变量 3.3、验证是否安装成功 二、kafka下载安装 1、下载 2、安装 2.1…...

aliplayer Server returned 403 Forbidden (access denied)

最近在接入阿里云播放器的sdk,项目的播放地址是m3u8的,h265的url 输入播放源以后播放报错,提示403,拒绝访问,起初以为是crt路径问题和key的问题,然后检查了以后没问题,后来又看了一下是不是白名单的问题,但是项目资源没通过阿里云平台存储 AVPUrlSource *source [[AVPUrlSou…...

单例模式(下)

文章目录 文章介绍步骤安排及单例讲解step1&#xff1a;注册单例类型&#xff08;main.cpp&#xff09;step2&#xff1a;定义类和私有构造函数&#xff08;keyboardinputmanager.h&#xff09;step3:&#xff08;keyboardinputmanager.cpp&#xff09;step4&#xff1a;在qml中…...

合约期VS优惠期,搞明白他们的区别才能避免很多坑!

在购买流量卡时&#xff0c;相信大家也都发现了&#xff0c;市面上的不少套餐都是有合约期和优惠期的&#xff0c;尤其是联通和移动&#xff0c;那么&#xff0c;什么是合约期&#xff1f;什么又是优惠期呢&#xff1f; ​ 其实&#xff0c;目前很多在网上办理的大流量卡都是有…...

函数式反应式编程(FRP)在Scala中的实践与探索

函数式反应式编程&#xff08;Functional Reactive Programming&#xff0c;简称FRP&#xff09;是一种编程范式&#xff0c;它结合了函数式编程&#xff08;Functional Programming&#xff0c;FP&#xff09;的声明式特性和反应式编程&#xff08;Reactive Programming&#…...

NGINX配置web文件服务

一、需求描述 系统需要提供文件&#xff08;pdf、图片&#xff09;等上传后支持预览功能。 二、实现方式 2.1 文件权限配置 chmod arwx -R public/chmod 是更改文件权限的命令。-R 是递归选项&#xff0c;表示更改目录及其所有子目录和文件的权限。arwx 是权限设置&#xf…...

deepspeed docker集群实现多机多卡训练----问题记录及解决方案资源汇总

. Docker中实现Deepspeed多机多卡训练 【掘金-雨田君的记事本】docker容器中deepspeed多机多卡集群分布式训练大模型 . 问题记录及解决方案资源汇总 问题1&#xff1a;deepspeed socketStartConnect: Connect to 172.18.0.3<54379> failed : Software caused connectio…...

恢复 IntelliJ IDEA 中消失的菜单栏

要恢复 IntelliJ IDEA 中消失的菜单栏&#xff0c;可以按照以下简单步骤操作&#xff1a; 使用快捷键打开搜索&#xff1a;首先&#xff0c;双击 Shift 键打开全局搜索对话框。 搜索“Menu”&#xff1a;在搜索框中输入 menu&#xff0c;然后从搜索结果中选择与“Main Menu”相…...

漏洞利用开发基础学习记录

文章目录 简介Win32缓冲区溢出内容难点 SEH 溢出内容难点 Egg Hunters内容难点 Unicode 溢出内容难点 x86-64 缓冲区溢出内容难点 参考资料 简介 本文基于ERC.Xdbg漏洞分析文章进行初步归纳整理&#xff0c;主要有Win32 缓冲区溢出、SEH 溢出、Egg Hunters、Unicode 溢出、x86…...

云通SIPX,您的码号资源智能调度专家!

在数字化转型的浪潮中&#xff0c;号码资源作为企业与客户沟通的重要桥梁&#xff0c;其管理效率直接关系到企业运营的成败。随着运营商对号码资源管理的规范化和精细化&#xff0c;企业对高效、智能的号码资源管理需求日益增长&#xff0c;以实现对外呼叫的降本增效。 一、什么…...

04-Mysql 索引,事务

MySQL 索引介绍 索引是一个排序的列表&#xff0c;在这个列表中存储着索引的值和包含这个值的数据所在行的物理地址。在数据十分庞大的时候&#xff0c;索引可以大大加快查询的速度。这是因为使用索引后可以不用扫描全表来定位某行的数据&#xff0c;而是先通过索引表找到该行…...

U盘提示格式化怎么搞定?本文有5种方法(内含教程)

U盘提示格式化是一种常见故障&#xff0c;即&#xff1a;当U盘插入电脑后&#xff0c;电脑上弹出对话框&#xff0c;提示该U盘需要格式化才能使用。 接触不良、文件系统损坏、热插拔、感染病毒、芯片损坏等原因都可能导致U盘出现此故障。这时点击“格式化”&#xff0c;大概率会…...

day02-登录模块-主页鉴权

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 1.分析登录流程1.1传统思路是登录校验通过之后&#xff0c;直接调用接口&#xff0c;获取token之后&#xff0c;跳转到主页1.2vue-element-admin模板的登录思路&…...

git rebase的使用

没有排版&#xff0c;但是干货 因为项目要求&#xff0c;所以使用rebase指令 我使用的是rebase 的分支变基的功能 情景描述&#xff1a; 一共有两个分支&#xff1a;master owner 我在owner分枝上开发&#xff0c;有好多次commit master上也有同事在正常commit&#xff0c; …...

LICEcap-开源GIF 屏幕录制工具

LICEcap-开源GIF 屏幕录制工具 开源GIF 屏幕录制工具 下载可以访问&#xff1a;https://www.cockos.com/licecap/ 点击Record&#xff0c;开始录制 点击Stop&#xff0c;停止录制 点击Record&#xff0c;进入该页面 display in animation&#xff08;在动画中显示&#xff09; …...

【Java Web】会话管理

目录 一、为什么需要会话管理&#xff1f; 二、会话管理机制 三、Cookie概述 四、HttpSession概述 4.1 HttpSession时效性 一、为什么需要会话管理&#xff1f; HTTP协议在设计之初就是无状态的&#xff0c;所谓无状态就是在浏览器和服务器之间的通信过程中&#xff0c;服务器并…...

深圳需要做网站的公司有哪些/四川seo整站优化

本文实例讲述了Java实现简易HashMap功能。分享给大家供大家参考&#xff0c;具体如下&#xff1a;创建节点类节点类含有的属性&#xff1a;键值对(value&#xff0c;key)以及指向下一节点的next&#xff1b;这些属性的get以及set方法代码如下&#xff1a;/*** 节点类* author H…...

创建网站的过程/谷歌seo排名技巧

来源&#xff1a;游戏园日期&#xff1a;2019-06-18 04:03:52我的世界漏斗管道怎么做 教你连接漏斗箱子。在我的世界中的一些装置中经常会用到漏斗箱子&#xff0c;那下面就给大家分享一下这个漏斗管道要怎么制作吧&#xff01;希望大家喜欢。游戏园我的世界二群&#xff1a; 2…...

网络推广营销平台系统/新seo排名点击软件

Java Speech API &#xff1a; http://java.sun.com/products/java-media/speech/Java Speech API 允许开发人员将语音技术整合到 Java applet 和应用程序的用户界面中。这种 API 规定一个跨平台的接口来支持命令—控制识别器、听写系统和语音合成器。 这个综合 API 被分成几个…...

wordpress 评论后/营销策略分析论文

小伙伴们在面试的时候&#xff0c;有一个特别常见的问题&#xff0c;那就是数据库的回表。什么是回表&#xff1f;为什么需要回表&#xff1f; 今天松哥就来和大家聊一聊这个话题。 1. 索引结构 要搞明白这个问题&#xff0c;需要大家首先明白 MySQL 中索引存储的数据结构。…...

大连网龙建站优化推广/网店如何营销推广

更多代码请见&#xff1a;https://github.com/xubo245 基因数据处理系列 1.解释 重新运行&#xff0c;跟换了文件地址 后来终端&#xff0c;需要运行其他的2.代码&#xff1a; hadoopMaster:~/disk2/xubo/project/alignment/sparkBWA$ vi sparkBWA.sh for j in 10000 10000…...

邯郸企业做网站报价/百度移动点击排名软件

哈希概念 常规搜索&#xff1a;   数据杂乱无章——->顺序查找—–>时间复杂度0(n)。   数据有序—–>二分查找——>时间复杂度0(log(n))。   建立二叉搜索树—–>时间复杂度0(n)&#xff08;单支树&#xff09;。 理想的搜索方法是&#xff1a;可以…...