操作系统基础 | 我做梦的博客

操作系统

操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机的基石
操作系统本质是运行在计算机上的程序，用于管理计算机硬件与软件资源
操作系统屏蔽了硬件的复杂性
操作系统的内核是操作系统的核心，负责系统的内存管理，硬件设备管理，文件系统管理以及应用程序管理

内核

维基百科:

内核（英语:Kernel，又称核心）在计算机科学中是一个用来管理软件发出的数据 I/O（输入与输出）要求的电脑程序，将这些要求转译为数据处理的指令并交由中央处理器（CPU）及电脑中其他电子组件进行处理，是现代操作系统中最基本的部分。
它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并由内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。
直接对硬件操作是非常复杂的。所以内核通常提供一种硬件抽象的方法，来完成这些操作。有了这个，通过进程间通信机制及系统调用，应用进程可间接控制所需的硬件资源（特别是处理器及 IO 设备）。

总结:

它负责将应用数据的要求进行转译，并将转译后的数据交给cpu及其其它电子组件处理
它简化了应用程序操作硬件，是连接应用程序与硬件之间的桥梁

中央处理器(cpu)

何为cpu:

cpu是一台计算机的运算核心+控制核心，计算机的大脑
cpu包含两个部分: 控制器 + 运算器
cpu的根本任务就是执行指令，对计算来说最终都是一串0和1组成的序列

cpu vs 内核(kernel)

操作系统是属于操作系统层面，是软件，cpu是属于硬件
cpu主要提供运算，处理各种指令的能力。内核负责的是内存管理，屏蔽了对硬件的操作

kernel&&cpu&&app

系统调用

根据进程访问资源的特点，可以把进程在系统上的允许分为:

用户态: 用户态允许的进程或可以直接读取用户程序的数据
系统态: 系统态允许的进程或程序几乎可以访问计算机的任何资源，不受限制

我们的程序大多是用户态的，但凡需要访问任何计算机的资源，那都要发起系统调用，主要分为以下几种调用:

设备管理
文件管理
进程控制
进程通信
内存管理

compress

Linux

类unix系统
Linux本质是指Linux内核
Linux之父Linus

Linux文件系统

所有被操作系统管理的资源，例如网络接口卡、磁盘驱动器、打印机普通文件或是目录都被看作一个文件。一切都是文件。
Linux 的文件系统也是借鉴 UNIX 文件系统而来。
扇区: 硬盘最小的存储单元，大小为512字节
块(block): 多个扇区构成一个块，一个块只能存储一个文件。大小为4k。一个文件大于一个块，可以占用多个块
元信息: 记录员文件信息的空间，包括文件存储的各个块，每个块的地址，创建时间，拥有者等信息
inode: Linux/unix文件系统的基础。存储文件元信息的区域就称为inode。使用stat命令可以查看inode信息

Linux文件类型

普通文件: 存储信息和数据
目录文件: 目录也是一个文件，包含文件名和子目录名
链接文件: 指向文件的地址而不是文件本身
字符文件: 用来访问字符设备，比如键盘
设备文件: 访问块设备，比如硬盘、软盘
管道文件: 特殊的文件，用于进程见通信
Socket套接字文件: 进程间网络通信，本机间非网络通信。

Linux文件目录

linux_dir

/bin: 存放二进制可执行文件(ls、cat、mkdir 等)，常用命令一般都在这里；
/etc: 存放系统管理和配置文件；
/home: 存放所有用户文件的根目录，是用户主目录的基点，比如用户 user 的主目录就是/home/user，可以用~user 表示；
/usr: 用于存放系统应用程序；
/opt: 额外安装的可选应用程序包所放置的位置。一般情况下，我们可以把 tomcat 等都安装到这里；
/proc: 虚拟文件系统目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息；
/root: 超级用户（系统管理员）的主目录（特权阶级^o^）；
/sbin: 存放二进制可执行文件，只有 root 才能访问。这里存放的是系统管理员使用的系统级别的管理命令和程序。如 ifconfig 等；
/dev: 用于存放设备文件；
/mnt: 系统管理员安装临时文件系统的安装点，系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统；
/boot: 存放用于系统引导时使用的各种文件；
/lib : 存放着和系统运行相关的库文件；
/tmp: 用于存放各种临时文件，是公用的临时文件存储点；
/var: 用于存放运行时需要改变数据的文件，也是某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件（系统启动日志等。）等；
/lost+found: 这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows 下叫什么.chk）就在这里。