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對操作系統的認識

操作系統的學習,是為了更好的去了解計算機的啟動過程,還有計算機是怎么工作的等等。我有學到一門課程叫做單片機。它的歷史已經有好幾十年了,主要是用在工業控制技術方面會比較多,因為開發這樣的產品相對來說不需要耗費大量的CPU資源,性能也比較好,過了幾十年后的今天,依然沿用著單片機的技術,這說明單片機對我們社會科技的發展依然是至關重要的。
      在大多數人看來,我們依然可以認為單片機也是一個操作系統,因為它可以控制其它的硬件,最終構成一個控制系統。在操作系統中,有控制總線,數據總線和地址總線,總線是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線,它是由導線組成的傳輸線束。同樣在單片機中,也存在著這三個總線,這樣才能識別外部引腳給予的硬件信號,硬件信號通過總線讓CPU中的寄存器進行取址、譯碼、執行,將單片機工程師寫的C語言程序通過編譯生成匯編,最終匯編成為二進制代碼,再由相應的內部芯片對這些二進制代碼進行處理,翻譯成對應的輸入輸出信號1和0,通常在這些設備中1表示高電平,0表示低電平,于是單片機就開始工作起來了。
那么對應我們使用的計算機,是不是也是這樣的呢?
 
在現在看來,一個完整的操作系統需要具備這幾樣東西。
 
1、bootloader(也就是對應window的BIOS),BIOS是什么東西?它的意思是基本輸入輸出系統。
 
2、內核:內核是操作系統的基本組成部分,是一個操作系統的核心。是基于硬件的第一層軟件擴充,提供操作系統的最基本的功能,是操作系統工作的基礎,它負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和網絡系統,決定著系統的性能和穩定性。
 
3、文件系統:在計算機中,文件系統(file system)是命名文件及放置文件的邏輯存儲和恢復的系統。DOS、Windows、OS/2、Macintosh和UNIX-based操作系統都有文件系統,在此系統中文件被放置在分等級的(樹狀)結構中的某一處。文件被放置進目錄(Windows中的文件夾)或子目錄,在樹狀結構中你希望的位置中。
 
4、圖形界面:這個就不用說了,難道你還去用字符界面,恐怕叫一個初學者去從字符界面開始去學習計算機,那肯定是枯燥無味的,畢竟現在是21世紀了,芯片集成度越來越高,當然顯示桌面的UI也將越來越人性化。
 
當你啟動你的window系統的時候,一般會停止在這樣的一個界面10幾秒鐘,有得甚至一兩分鐘也有:
 
在這黑黝黝的界面中,你確實不知道它的背后在做什么。
 
以下是紅帽5.5的開機:
 
它開機之后會做一些基本的初始化程序,比如啟動一些服務,也會關閉一些服務等等,最終系統就跑到了執行運行級別的操作,在linux系統中有多個級別,你可以設置啟動就進入字符界面,也可以設置圖形界面,甚至你想惡搞一下別人你還可以設置開機不斷重啟。
所以pc機操作系統和所謂的單片機還是有一定區別的,像51單片機開發的那種就類似于ARM嵌入式的裸板開發,也就是不帶內核,文件系統的,分分鐘直接和寄存器打交道。但是對于系統級別的開發,比如現在的嵌入式系統的開發最流行的就有安卓,安卓的底層其實就是linux內核,寫好對應的驅動程序之后,向上層提供接口,上層對底層接口進行調用之后就可以間接的操控硬件了,這類的知識還有很多很多。
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