【Linux】深刻理解操作系统的管理

文章目录

1.操作系统的概念(是什么)

操作系统本质是:进行软硬 件资源管理的一款软件

操作系统包括:

  • 内核
    • 进程管理(例如启动/关闭一个程序,需要os管理该程序的进程)
    • 内存管理(例如程序运行很多,系统变卡。关闭某些程序后,腾出来内存)
    • 文件管理(例如拍一张照片,它将被存储在哪里)
    • 驱动管理(例如打开/关闭摄像头、麦克风、网卡)
  • 其它程序(例如函数库,shell程序等)

举个栗子:在一座豪宅当中,操作系统就像是豪宅的管家,普通用户相当于豪宅的主人。用户需要什么,只需要吩咐管家即可。因此操作系统就是大家买回去的电脑中预先安装的一个管家,它的工作就是管理电脑。

2.为什么要有OS(为什么)

普通人又不懂内存、CPU、磁盘、外设等,因此操作系统就是为了降低用户使用的成本。

下图是计算机软硬件的体系结构图

操作系统存在的价值:以人为本!

  • 对下管理好软硬件资源,保证所有的资源是稳定、高效、安全的,能进行良好的工作(手段)
  • 对上给用户提供一个稳定、高效、安全的运行环境(目的)

3.OS是如何管理的(怎么办)

下面所描述的都是操作系统进行管理的"顶层上"的理解。

举个栗子:

  • 在学校中,学生就好比底层硬件,校长好比操作系统,校长管理学生。
    但校长管理好一堆学生,不一定和学生见面!
  • 那校长是如何做到的呢?
    我们要知道管理的本质:其实是对数据的管理(校长分析你的成绩、奖项、违纪等等,就可以管理学生)
  • 校长通过辅导员拿到学生的数据,即可管理学生。

但是当学生变得非常多的时候,校长就不好管理了。为了借助计算机来解决,可以设计一种结构,来描述学生的信息;但是独立的学生结构也不好管理,因此可以使用某种数据结构将所有的学生"串"起来,这样就方便计算机进行管理了。

那操作系统具体是如何管理硬件的呢?

  • 首先要获得硬件的各种数据(属性),然后将它们"串"起来
  • 对硬件的管理就变成了对数据结构的增删查改操作

因此,操作系统进行管理的方式为:先描述、再组织,所以操作系统中一定充满了大量的对象(拥有属性和方法)和数据结构。

4.OS上层怎么用OS

由于操作系统是不相信任何人的,所以它将自己封闭起来;但是它又要为上层提供服务,所以它必须为上层提供各种接口,这些接口就叫做系统调用(system call);

但是使用系统调用接口需要对系统有一定的了解,对一般的人来说,使用起来依旧很麻烦。所以系统调用接口被二次封装成了标准库(lib)、指令、图形化界面等供用户使用。

至此,操作系统的管理就完整了。

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