计算机和操作系统基础知识

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计算机和操作系统基础知识

   

   

1、操作系统（Operating System，简称 OS），是管理计算机硬件与

软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石

   

操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、

控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统

也提供一个让用户与系统交互的操作界面

   

   

   

   

   

2、操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以

通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱

动硬件设备，实现用户要求。以现代标准而言，一个标准PC的操作系统

应该提供以下的功能：

   

（1）进程管理（Processing management）

   

（2）内存管理（Memory management）

   

（3）文件系统（File system）

   

（4）网络通信（Networking）

   

（5）安全机制（Security）

   

（6）用户界面（User interface）

   

（7）驱动程序（Device drivers）

   

   

   

   

   

3、指令集架构（Instruction Set Architecture，简称 ISA），又称指令

集 或 指令集体系，是计算机体系结构中与程序设计有关的部分，包含了

基本数据类型，指令集，寄存器，寻址模式，存储体系，中断，异常处理

以及外部 I/O

   

指令集架构包含一系列的 opcode 即操作码（机器语言），以及由特定

处理器执行的基本命令

   

   

   

   

   

4、指令是由指令集架构定义的单个的 CPU 操作。在更广泛的意义上，

指令可以是任何可执行程序的元素的表述，如：字节码

   

指令分为特殊指令和普通指令，只有操作系统才能运行特殊指令（也称

特权指令），应用程序只能运行普通指令。应用程序要想运行特殊指令，

必须通过系统调用

   

   

   

   

   

5、两种调用：

   

（1）系统调用（System Call）

   

（2）库调用（Library Call）

   

   

   

   

   

6、两种用户界面（User Interface，简称 UI）：

   

（1）图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI）

   

（2）命令行界面（Command Line Interface，简称 CLI）

   

   

   

   

   

7、两种接口：

   

（1）应用二进制接口（Application Binary Interface，简称 ABI）,它描述

了应用程序（或者其他类型）和操作系统之间或其他应用程序的低级接口

   

（2）应用编程接口（Application Programming Interface，简称 API），

它就是软件系统不同组成部分衔接的约定，即 是操作系统 或 库提供给应用

程序调用使用的代码

   

   

ABI 不同于 API，API 定义了源代码和库之间的接口，因此同样的代码可以

在支持这个 API 的任何系统中编译，然而 ABI 允许编译好的目标代码在使

用兼容 ABI 的系统中无需改动就能运行

   

   

   

   

   

8、操作系统分类

   

（1）Windows

   

   

（2）Unix-like（类 Unix）

   

1）Linux

   

2）Minix

   

3）macOS（macOS 的由来：从 Mac OS X，改为 OS X，再改为 macOS。

截止 2018/08/26，再未变动）

   

   

（3）Unix

   

1）Unix System（截止 2018/05/31，最新版是 Unix System V Release 4，

包含 AIX、Solaris、HP-UX 等）

   

2）BSD Unix （分为三种：FreeBSD、NetBSD、OpenBSD）

   

「简单来说，分为 System（嫡出） 和 BSD（庶出）」

   

   

   

附：

   

关于 macOS 到底是 Unix 还是 Unix-like，这个问题一直存在争议，不过争论

这个意义不大，这里姑且认为 macOS 是 Unix-like，参考链接：

   

（a）https://zh.wikipedia.org/zh-cn/Darwin_%28%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F%29

   

（b）https://zh.wikipedia.org/wiki/MacOS#Unix%E8%AA%8D%E8%AD%89

   

（c）https://blog.hoppinglife.com/2014/02/mac-os-x%E4%B8%8D%E6%98%AFunix/

   

   

   

   

   

9、程序运行空间：

   

（1）内核空间（Kernel Space）：内核、核心扩充、驱动程序运行在内核空间上

   

（2）用户空间（User Space）：应用程序运行在用户空间上

   

「运行空间（Space）也可以理解为运行模式（Mode）」

   

   

   

   

   

10、可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface，

简称 POSIX），是 IEEE 为要在各种 UNIX 操作系统上运行软件，而

定义 API 的一系列互相关联的标准的总称

   

「最后一个 X 表明了其对 Unix API 的传承」

   

   

   

   

   

11、两种格式：

   

（1）可移植可执行（Portable Executable），也就是 PE 格式，是一种用

于可执行文件、目标文件和动态链接库的文件格式，主要使用在 Windows

操作系统上

   

PE文件格式主要用于EXE文件、DLL文件、.sys（驱动程序）和其他文件

类型

   

（2）可执行和可链接格式（Executable and Linkable Format），也就是

ELF 格式，是一种用于可执行文件、目标文件、共享库和核心转储的标准文

件格式

   

不同操作系统上应用程序和库的格式

   

	应用程序格式	库
Windows	PE格式（Portable Executable）	DLL（Dynamic Link Library），动态链接库
Linux/Unix	ELF格式（Executable and Linkable Format）	SO（Shared Object）

   

   

   

   

   

12、计算机的五大组成：

   

运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

   

   

   

   

   

13、六种开源协议的异同如下图所示：BSD、Apache、GPL、LGPL、MIT、Mozilla

   

   

   

参考链接：

   

（1）https://www.geek-share.com/detail/2653200740.html

   

（2）https://www.geek-share.com/detail/2728812262.html

   

（3）https://www.geek-share.com/detail/2482254800.html

   

（4）https://zhuanlan.zhihu.com/p/38409620

   

（5）https://zhuanlan.zhihu.com/p/31881162

   

（6）http://www.gnu.org/licenses/license-list.html

   

   

   

   

   

   

   

   

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