操作系统(Operator System) 【详解】

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)。简单来说，操作系统就是一款进行软硬件资源管理的软件。
操作系统包括：
1.内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）
2.其他程序（例如函数库，shell程序等等）

设计操作系统的目的

1. 与硬件进行交互，管理所有的软硬件资源。
2. 为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境。

操作系统如何管理与被管理

对于计算机底层的硬件，肯定有一个软件来对这些硬件进行管理；eg：内存什么时候读取数据？什么时候刷新缓存区…这些都由软件来管理，而这个软件就是操作系统。

但是操作系统肯定不能直接和底层硬件交互，eg：如果操作系统自己来完成键盘的读取操作，你的键盘读取方式改变了，操作系统那边就需要重新编译，这对操作系统的维护成本太高了。
所以我们在之间加了一层驱动程序，驱动程序可以单独去控制底层硬件。eg：键盘有键盘驱动，网卡有网卡驱动…。驱动简单来讲就是去访问这个硬件，去访问硬件的读，写，状态…。

从图中我们也可以看出操作系统主要进行四项管理：

1. 内存管理：内存分配，内存共享，内存保护…。
2. 驱动管理：对计算机设备驱动程序的分类，更新，删除等操作。
3. 文件管理：文件存储空间的管理，目录管理，文件操作管理以及文件保护…。
4. 进程管理：对进程的调度。

而操作系统再往上，就是我们使用命令行或者图形化界面进行各种操作，这一层被称为用户层。

但操作系统为了保护自己，对上只暴露了一些接口，而不会让用户直接访问操作系统，这一系列接口被称为系统调用接口。

但这些系统调用接口对我们普通用户来说使用成本又太高了，因为要使用系统调用前提条件是你得对系统有一定了解。所以在系统调用接口之上又构建出了一批库，例如libc和libc++。实际上在语言级别上使用的各种库，就是封装了系统调用接口的，我们就是通过调用这些库当中的各种函数（例如printf和scanf）进行各种程序的编写。

管理：先描述，后组织

eg：学校管理学生，校长不了解学生，但是可以进行管理，根据的是数据：基本信息，健康信息，成绩信息等…。
先描述：

后组织：

总结：
计算机管理硬件：

1. 描述起来，用struct结构体。
2. 组织起来，用链表或者其他高效的数据结构。