冯·诺依曼体系结构与初始操作系统

 

目录

冯·诺依曼体系结构

冯诺依曼体系结构图

内存

外存

网卡和磁盘

结构之间运算速度的差异

缓冲区

初始操作系统

概念

操作系统上边与下边分别有什么

从上到下依次顺序解析

用户

用户操作接口

系统调用接口

操作系统四项管理

驱动

硬件

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冯·诺依曼体系结构

冯诺依曼体系结构图

        根据冯诺依曼体系结构图我们也发现，CPU只和存储器(内存)打交道，这也解答了我们一个问题。为什么程序运行之前必须加载的内存，因为可执行程序是在硬盘上的，然而CPU只能从内存中获取数据，所以必须先将硬盘上的数据加载到内存，也就是程序加载到内存上。

内存

存储器指的就是我们常说的内存，具有掉电易失的特点。

外存

属于外存，具有永久存储的能力。外设就属于外存，分为输入设备和输出设备。

网卡和磁盘

网卡和磁盘既是输入设备又是输出设备。

结构之间运算速度的差异

普及一下：1秒=1000毫秒 1毫秒=1000微秒 1微秒=1000纳秒

 通过上述图我们可以看出两个结构之间的速度差都是数量级级别的差异，因此相邻的结构之间的速度取决于速度较慢的那个，因为不可能让速度慢的去追赶速度快的。

缓冲区

缓冲区是指计算机内存中的一部分，用于临时存储数据。缓冲区通常用于在数据传输之间存储数据，以便在数据传输期间进行处理。缓冲区还可以用于存储输入数据，以便稍后进行处理。在编程中，缓冲区通常是通过数组或指针来实现的。

由此可见，缓冲区是内存的一部分，所以当我们刷新缓冲区的时候，实质就是将缓冲区中的数据刷新的外设(输出设备)里面。

初始操作系统

概念

是一个进行软硬件资源管理的软件。

操作系统上边与下边分别有什么

从上到下依次顺序解析

用户

其实用户就是我们，我们来进行开发和管理操作，我们就可以用命令行或是图形化界面进行各种操作。

用户操作接口

但是系统调用接口对我们来说，学习成本比较高。需要我们对操作系统有一定的了解，因此在系统调用接口之上又构建出了一批库，比如我们常见的libc和libc++。其实就是我们在C语言和C++中使用的库，我们可以通过调用库中的各种函数编写编程语言。

系统调用接口

为避免用户直接访问操作系统，操作系统为用户提供了一些系统调用接口，供用户使用。

操作系统四项管理

1. 内存管理：内存分配、内存共享、内存保护以及内存扩张等等。
2. 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。
3. 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。
4. 进程管理：其工作主要是进程的调度。

驱动

为避免操作系统直接与底层硬件打交道，于是有了驱动层这一概念，驱动层有网卡驱动，硬盘驱动，磁盘驱动。驱动可以单独去控制底层硬件，减轻了操作系统的负担。

硬件

为计算机软件的运行提供物理基础，我们常见的硬件有，键盘，鼠标，网卡，内存，显示器等。他们的底层都遵循冯诺依曼组织形式。