理解进程的一些知识准备

1. 认识冯诺依曼体系结构

计算机有很多的体系结构，但到如今，冯诺依曼体系结构变成了主流。

输入设备：话筒、键盘、摄像头、鼠标、磁盘、网卡…
输出设备：声卡、显示器、打印机、显卡、网卡、磁盘…

有的设备既能作为输入设备又能作为输出设备。

存储器就是内存。

这里每个硬件都是独立的，所以一个电脑会对应着很多硬件的厂商。但是每个硬件需要通过主板总线连接起来，达到信息/数据在各个硬件设备之间流动（本质是数据的拷贝）的目的。

数据拷贝的整体速度决定着计算机的速率的重要指标。

这里有个问题，存储器（内存）存在的意义是什么？我们直接将输入设备的数据交给CPU处理，然后再给输出设备不是更好吗？恰恰相反，内存的存在很有意义，因为CPU的速度很快，而输入、输出设备的速度很慢，导致整体的效率和输入、输出设备一样很慢，CPU大部分都是闲置状态。所以在这两者之间插入了内存来做缓冲，内存的速度比输入、输出设备快，比CUP慢，输入设备先将数据给内存，内存在给CUP，CUP处理完之后的数据在给内存，内存再给输出设备。所以计算器的整体速率就会和内存相当了。但很多同学可能疑惑，这不应该还是以输出、输出设备的速率为准吗？甚至引入内存还使数据传输绕路了，变得更慢。按道理是这样的，但在软件层的预加载和缓存的技术解决了这个问题。

结论：内存的引入使计算机效率不错的前提下，价格相对便宜。

有了上面的体系结构了解，我们很容易知道一个程序运行起来，就是将磁盘上的可执行文件加载到内存里。

2. 认识操作系统

操作系统就是第一个被加载到内存里的软件。
操作系统是一个进行软硬件资源管理的软件。

硬件和操作系统之间其实还有一层驱动程序层，驱动程序就是硬件厂商提供用来访问硬件的软件，每个硬件设备都应该有对应的驱动程序，所以操作系统只需要调用驱动程序就能对硬件进行操作了。

如何理解管理呢？

1. 管理者和被管理者并不需要见面，因为管理的本质是对信息的管理。比如你在学校里很少见到校长，但校长已经把你安排的明明白白了，因为校长有你的信息。管理者的核心工作是根据信息来做决策。
2. 管理者如何管理大量的信息呢？六个大字，先描述再组织。比如操作系统管理硬件，就先要用结构体描述硬件，比如名称、状态等，然后将各个结构体链接起来，对硬件的管理就转换成对这个链表的增删查改。
   先用结构体描述，再用数据结构组织。

为什么要有操作系统？

1. 提供用户和应用程序的接口：操作系统为用户和应用程序提供了一个简单的界面，使他们能够方便地与计算机系统进行交互和使用各种功能。

2. 管理计算机资源：操作系统负责管理计算机的各种硬件资源，包括处理器、内存、磁盘、网络等，以确保它们能够有效地被应用程序和用户使用。

3. 调度任务和进程：操作系统负责调度和管理计算机系统中的各种任务和进程，以确保它们能够按照一定的优先级和顺序进行执行。

4. 提供文件系统：操作系统提供了一个文件系统，用于管理和组织计算机系统中的各种文件和数据，以便用户和应用程序能够方便地进行存储和访问。

5. 提供安全和保护机制：操作系统提供了各种安全和保护机制，以确保计算机系统中的数据和资源不受未经授权的访问和破坏。