目录

1.冯诺依曼体系结构

 2.操作系统

2.1什么是操作系统

2.2为什么需要操作系统 

2.3怎么实现操作系统 

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1.冯诺依曼体系结构

对于上图：

输入设备完成的是写入工作，输出设备完成输出工作，这两部分包含磁盘这类的外存。

存储器一般指的是内存，存储进程的数据和代码。

中央处理器即为cpu、寄存器、各级别缓存的集合。

生活中冯诺依曼体系的体现： 

 另外：

CPU不与外设打交道，CPU通过外设与内存的数据交互，进而直接与内存交互，间接和外设交互。这里体现了：内存是硬件级别的缓存，存放外设的数据，然后导进CPU中进行运算完成工作。

我们知道“程序在运行之前，必须先加载到内存中”，这里很容易解释一个程序的本质就是“代码”+“数据”，最终都需要CPU来处理，那么就需要将程序加载到内存中，才可以通过CPU进行运算。假设生成一个exe文件，只能存储在磁盘（外设）中保存，后续运行时也需要从外设加载到内存中经过CPU调度才能正常运行。

这里我们也可以总结出来，外设是长期存放文件、数据的地点，内存是临时存放便于CPU调度的地点。

讲到这里还是会有点抽象。接下来我们用一个例子讲解一下，冯诺依曼体系下数据是如何传输的。

当我们登录上微信跟同学进行聊天，这时数据是如何流通的？

显然数据的传输也是通过 “”输入设备->内存->CPU->内存->输出设备 --> 另一端冯诺依曼体系”来实现的。

如果是，需要转一个文件给同学呢？这时与上一个场景大概一致，不过多了需要从输入设备磁盘上拷贝文件到网卡传给另一端，接着在通过网卡接收，内存加载，CPU运算，最终下载到本地的磁盘。这时候输入、输出设备有磁盘的参与。 

 2.操作系统

2.1什么是操作系统

  操作系统是一款“进行软硬件资源管理”的软件。即链接用户与计算机底层的桥梁

2.2为什么需要操作系统 

设计OS的目的：

1.与硬件交互，管理所有的软硬件资源

2.为用户程序（应用程序）提供一个良好、稳定、高效、安全、便于使用的执行环境

我们先来学习一下冯诺依曼体系下为什么需要操作系统！这里从操作系统 链接 底层硬件这三层来分析。 

 因为人类描述事物是通过“属性”，描述一个事物就需要该事物的属性，为了更好的管理，就需要引入数据结构来实现。

2.3怎么实现操作系统 

在2.2中我们可以大概猜到，操作系统内部一定存在大量的数据对象和数据结构。

 我们之前在数据结构的学习时理解了数据结构本质上就是容器，是数据的容器。那么实现操作系统就是定义某个个体的字段，需要被管理的数据然后再把一个个个体连接然后形成集合。在不断分层，就形成了操作系统。

也就是：先描述再组织

另外我们在实际使用操作系统时，会发现我们只是调用了某一个操作，用了某一个接口，跨过了中间的过程，所以操作系统也是一个高度封装的软件。也需要防止 用户操作影响系统