什么是计算机操作系统?计算机操作系统都包含哪些内容?计算机操作系统是如何运作的?
接下来基于这几个问题我将基于这些问题整理一个计算机操作系统的极简教程,主要是给大家分享我对计算机操作系统的理解,并方便初入计算机行业的人员了解计算机的基本运作方式。
该教程会分成五个部分来描述,分别是操作系统概述、操作系统的硬件基础、操作系统的由来与发展、操作系统基础功能以及操作系统结构。
本文中先给大家分享的是操作系统概述。
现代计算机系统由多个组件构成,包括处理器、主存、打印机、键盘、鼠标、显示器、网络接口以及各种输入/输出设备。然而,计算机用户并不可能直接与这些硬件打交道,而且每位计算机用户也不可能掌握所有计算机系统的细节。因此,为了简化操作,计算机上安装了一层软件,这层软件能够通过响应用户输入的指令来控制硬件,从而满足用户需求。这种软件被称为操作系统,它的主要任务是为计算机使用者提供一个更好、更简单、更清晰的计算机模型。
我们经常接触到的操作系统包含 Windows、Linux、Android 或 IOS ,这种带有图形界面的操作系统被称为图形用户界面(Graphical User Interface, GUI),而基于文本、命令行的通常称为Shell。下面是我们所要探讨的操作系统的部件。
这是一张操作系统的简化图,最底层是硬件,包括芯片、电路板、磁盘、键盘、显示器等我们之前提到的设备。在硬件之上是软件。大部分计算机有两种运行模式:内核态和用户态。软件中最基础的部分是操作系统,它运行在内核态中,也被称为管态或核心态。这些名称都是操作系统的运行状态的不同称呼而已。操作系统具有对硬件的访问权限,可以执行机器能够运行的任何指令。软件的其余部分运行在用户态下。
用户接口程序(shell或GUI)位于用户态中,并且它们位于用户态的最底层,允许用户运行其他程序,例如Web浏览器、记事本、QQ、WPS等。此外,越靠近用户态的应用程序越容易编写。如果你不喜欢某个文本阅读器,你可以重新编写一个或者更换一个。但是你不能自行编写一个操作系统或者中断处理程序。这个程序受到硬件的保护,防止外部对其进行修改。