操作系统初识

计算机的诞生

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传统的技术发展

技术进步是要花钱的，钱从哪里来？那么只有国家给，但是国家却无法从中获利，技术没有稳定的资金来源，因此技术进步是受阻并且缓慢的。

技术商业化

技术人员：搞技术。

搞技术需要资金，那么商业化的公司投资，获得其技术的授权和专利。

于是产生了intel，apple等公司用技术孵化出民用级的产品，于是将技术变现卖给老百姓。

操作系统发展

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为什么诞生了操作系统？

在计算机被发明之初，只是一堆硬件，其使用成本是非常高的，通常只能是专业的科学家。

有人开始研发计算机上的软件，于是由肯汤普森使用汇编语言编写的Unix诞生，开始进入高校和各种实验室。

丹尼斯里奇和肯汤普森又使用C语言编写了Unix，与此同时：

• 授权了IBM等公司使用，至此大型公司也开始使用计算机。

• 微软等公司相继诞生，计算机开始进入普通家庭。

• linux诞生，开源并不断有工程师给出改进方案。

操作系统是什么

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要知道操作系统是什么，就要先清楚两个问题：

1. 为什么要有操作系统？

​ 答：单纯的硬件操作效率地下，难度大。

2. 操作系统和硬件的关系？

​ 移动端 （手机、平板）和桌面端设备，OS图示：

更为详细的：

• 用户层：包括图形化界面，各种应用程序，各种库。
• OS kernel：对上给用户提供良好高效的运行环境，对下管理好下层的软硬件资源，管理各种资源，包括：
  1. 进程管理
  2. 文件管理
  3. 内存管理
  4. 驱动管理
• 驱动层：一般，每一个硬件都有厂商提供的驱动，一些基础的硬件（鼠标，键盘，显示器）驱动由OS自动安装，对上提供访问硬件的接口，帮上层实现对硬件的基本访问，对下可以操作硬件。
• 硬件层：我们熟悉的硬件有CPU，显卡，显示器，鼠标，硬盘等等。

总结：OS是一款软件，是用于对软硬件资源进行管理的软件，是上层用户和下层硬件的媒介。

例如：显示器是我们使用时感知最明显的硬件，而如果我们想在显示器上使用printf或者cout向显示器上打印，本质就是像硬件写入数据，而对硬件写入数据的具体过程不需要我们关心，我们只需要告诉操作系统我们的需求，操作系统会完成对硬件的访问和操作，这样就大大提高了效率。

简单概括

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内核

内核主要目的是为了应用程序提供一个稳定良好的运行程序，其要干的五件事情：

1. 内存管理
2. 虚拟文件
3. 系统进程调度
4. 网络接口
5. 进程间通信

从编程的角度看：

Linux内核就是一个调用库，应用程序通过调用Linux提供的API函数来实现操作，Linux内核通过与驱动通信实现对硬件的有效管理。

驱动程序

驱动程序属于内核的一部分，是内核的扩展组件，用来帮助内核实现硬件的连接和操控，不包含驱动的内核也叫内核。内核通过提供统一的驱动操作接口供用户层使用，驱动就是在这层统一的接口下实现硬件的操控的中间层。

操作系统

操作系统，在内核的基础上有延伸，包括了提供基础服务的系统组件。操作系统是用户和硬件之间的一层媒介程序，为上提供编程接口，为下调用资源，管理驱动，以使用硬件。不管是Linux还是Windows或者安卓、iOS，它的主要功能有两点：

1. 有效管理硬件。

2. 方便用户操作。

驱动与操作系统的关系：

驱动程序实现了操作系统对硬件的有效管理，是操作系统管理硬件的一个途径。