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OS概念

设计OS的目的

OS定位

操作系统对下的结构层次示意图

理解操作系统的"管理"❗❗

"管理"被管理者的数据

怎么获取被管理者的数据

获取被管理者什么"数据"

数据过多&先描述再组织❗

C/C++中的体现

解释OS对硬件的"管理"

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OS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)。

在我们开机的时候，操作系统是启动最早的一款软件。（例如：app的下载卸载，U盘的插入和弹出等都是由操作系统来控制的）

• 操作系统是一款对软硬件资源管理的软件。

操作系统的又分为广义的和狭义的认识。

• 广义的认识：操作系统的内核+操作系统的外壳周边程序。
• 操作系统的内核：对文件，内存，外设的管理
• 操作系统的外壳周边程序：给用户提供使用操作系统的方式（例如：图形化界面，office)
• 狭义的认识：只是操作系统的内核。

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

为什么要有操作系统❓

• 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 

OS定位

在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是：

• 一款纯正的“搞管理”的软件。

如何理解"管理"呢？

下面我们会以学校（校长，辅导员，学生）管理的例子展开详细讲解。

• 管理是收集被管理对象的数据
• 描述被管理对象
• 组织被管理对象

操作系统对下的结构层次示意图

操作系统主要功能是：进程管理，内存管理，文件系统管理，驱动管理（硬件管理）。当然还有许多其他的功能，主要是这几个功能。

• 谈到"管理"，操作系统是如何对硬件管理的呢❓❓

操作系统为了管理硬件，操作系统要能访问到硬件。

• 如果让操作系统直接和硬件交互，每个硬件的物理特性不一样。每个硬件都是由不同的厂商独立生产和提供的，如果硬件的特性改变了，那么操作系统也要随着改变❓❓

1. 所以生产硬件的厂商都提供了每个硬件自己的驱动层（每个硬件都有自己的驱动层，可能多个硬件对应一个驱动层）。
2. 驱动层是一层软件。
3. 驱动层由生产硬件厂商提供。（可能提供一些协议等）
4. 驱动层功能：向操作系统提供一些接口。操作系统通过这些驱动层的接口能访问到硬件，对硬件管理。（读取）（极小部分硬件直接由操作系统管理）

【操作系统的向下体系结构的层状结构】 

理解操作系统的"管理"❗❗

我们遇到事情通常分为两步：决策+执行。对于管理者来说，管理者通常大部分事情是决策。

"管理"被管理者的数据

假设一个场景：学校。校长是管理者，学生是被管理者。

❓请问我们见到过校长吗。

当然没有。所以不需要管理者和被管理者直接接触。"管理"是不需要接触的。接触不是目的不是必要的。 

❓目的是什么。校长通过我们的成绩，年纪，籍贯等来管理我们。

所以，目的拿到被管理者的数据。

• 综上所述："管理"不必直接接触，"管理"的核心本质是对被管理者的数据做管理。

怎么获取被管理者的数据

 ❓校长需要去拿学生身上的数据，怎么去那呢

• 直接接触（见面询问）+直接采集数据+决策+执行
• 不接触+辅导员/班长+表格+间接采集数据+决策+执行

获取被管理者什么"数据"

❓校长关心学生身上的什么数据呢。

•  校长只关心部分学习相关/个人基本信息的数据。
• 校长关心的群体落实到个人上是学生。

数据过多&先描述再组织❗

❓一个学校有很多个年级，每个年级有几千人，校长可能要"管理"几万人。这么多的数据如果全部放在表格里面去管理是非常复杂和不方便的。怎么办

【先描述】

• 虽然被管理者人很多，但是被管理者的数据的属性是一样的，只是值不一样而已
• 可以把所有的不同数据的相同属性集合到一起
• 在C语言中，结构体就可以达到这个目的。只要每次怎加一个被管理者，定义一个结构体去填充不同的信息在里面即可。

【再组织】

• 虽然把多个被管理者的数据用相同的属性（结构体）管理起来了，但是它们都是独立的，一个一个的，校长不可能拿着一堆定义的结构体去管理学生。增删查改这些都是非常不方便的。
• 我们前面学习过了【数据结构】，数据结构就是把一个一个独立的数据管理起来，让他们之间有联系。
• 所以可以用链表把独立的数据管理起来。（二叉树/顺序表/栈/队列都可以，只是效率和适应场景不同而已）

校长对学生的管理（日常），变成了对链表的增删查改（计算机语言）。完成了学生的管理工作，计算机建模的过程。

【自动建模的过程=先描述再组织】

• 先收集数据（接触否）
• 对被管理对象进行属性级别的描述
• 对特定的对象按照特定的数据结构组织起来
• >>>>>>>>对数据机构的增删查改

C/C++中的体现

C中的扫雷/通讯录游戏都可以回忆下：

• 先描述通讯里人的相同属性（结构体）。
• 再组织（数组）管理起来，对这些数据进行增删查改。

 C++的语法+STL（容器）

• C++语言封装继承多态。【封装】就是描述对象。
• STL（容器）本质就是数据结构，就是组织对象。
• 把一个一个对象先描述，再组织起来。语言的设计也是按照这个”管理"的思路来的。语言就是直接/间接管理对象（数据）。

综上所述：凡是对特定的对象进行管理，先描述，再组织❗❗

解释OS对硬件的"管理"

Linux内核是用C语言写的一款软件（可执行程序.exe)。操作系统对软件的管理后序博文展开。那操作系统OS是如何管理硬件的❓❓

• 通过驱动程序读取硬件的属性数据（识别硬件）
• 先描述：属性信息数据
• 把硬件的数据信息填充到对应属性里
• 再组织：在操作系统内部用数据结构组织起来，进行增删查改的管理

操作系统的内部是充满大量的数据结构/算法。

 🙂感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正。后面可能还会有部分补充更新。