操作系统overview

操作系统就是用来管理硬件的软件，因为现实中人们用计算机来解决问题，但是不同的问题对硬件的依赖是不一样的，所以人们为了更好地在特定的场景使用好计算机，和在任何场景都能使用好计算机，于是就在硬件上设计出了一层软件，在这庞大的软件中，有些是对硬件的抽象，有些是对解决问题方式的抽象，所以操作系统学习我认为应该要抓住主要问题，一些细节扫过就行了。

下面说说我看到的关键且重要的概念。

操作系统的结构。计算机网络有OSI模型，TCP/IP模型，操作系统这个庞大的系统应该也要有科学的结构才行吧。但是呢，操作系统是一个比较大的概念，不同的机器结构会不同，不存在”全球统一的操作系统”的说法，我觉得作为学习的话，看看UNIX系统的结构就差不多了，其他的也厉害不到哪里去。据我现在所知，UNIX系统运行的时候，应该是分为内核和用户态，用户态通过系统调用来进入内核，内核就是直接跑在CPU上的程序，至于怎么跑的和怎么调用的就不清楚了。还有一个值得注意的是虚拟机的结构，一个机器上可以装多个同时运行的操作系统，我们平常买的VPS就是在这种机器上运行的，它装的”操作系统”就是能把主机分成若干个抽象出来的独立的主机，各主机的资源分配和互不干扰是通过新建一个外核的层次来实现的。

进程与线程。如果人们想让计算机跑多个程序，首先要先让这个想法实现，利用的方法是cpu在多个进程之间来回切换，想法实现了之后就去具体设计这个概念了，从创建，到执行，到终止都要设计好。有了进程为什么还要有线程这个概念，因为人们需要一个，就是能共享同一个地址空间和所有上面的数据的玩意，于是就从进程里面弄出来个线程。至于为什么需要，和它的工作原理现在还不知道。

存储管理器。这里的存储管理是对编程人员的抽象，而不是计算机组成原理里面的分层存储器模型。看看这些科学家是怎么利用抽象，做出便于程序员使用的存储管理器吧。先从它的目标来看，它是为了管理计算机的内存，在使用的和未使用的，要释放的和要分配的，统统都由它来管理。它就像一个监视窗口，洞察着所有的内存的动向。

I/O管理。主要想实现的东西是，让程序员能用同一种方式存取任何设备的文件。里面的细节太多了，没弄明白。

死锁。这个是对进程的资源分配调度了，有点像总线的那个控制中心一样。死锁就是两个进程互相去申请访问对方已经占用的资源，然后都被阻塞在那里，进程无法继续走下一步也就永远无法终止了。这简直像是操作系统的bug。