現代計算機系統由乙個或多個處理器、主存、印表機、鍵盤、滑鼠、顯示器、網路介面以及各種輸入/輸 出裝置構成。
然而，程式設計師不會直接和這些硬體打交道，而且每位程式設計師不可能會掌握所有計算機系統的細節，這樣 我們就不用再編寫**了
所以在硬體的基礎之上，計算機安裝了一層軟體，這層軟體能夠通過響應用 戶輸入的指令達到控制硬體的效果，從而滿足使用者需求，這種軟體稱之為作業系統；它的任務就是為使用者程式提供乙個更好、更簡單、更清晰的計算機模型。
我們一般常見的作業系統主要有windowss linux、freebsd或os x ,這種帶有圖形介面的操作系 統被稱為圖形使用者介面(graphical user inte***ce, gui),而基於文字、命令列的通常稱為shell
下面是我們所要**的作業系統的部件
這是乙個作業系統的簡化圖：
作業系統與執行作業系統的核心硬體關係密切。作業系統擴充套件了計算機指令集並管理計算機的資源。
因 此，作業系統因此必須足夠了解硬體的執行，這裡我們先簡要介紹一下現代計算機中的計算機硬體。
從概念上來看，一台簡單的個人電腦可以被抽象為上面這種相似的模型，cpu.記憶體、i/o裝置都和總 線串聯起來並通過匯流排與其他裝置進行通訊；現代作業系統有著更為複雜的結構，會設計很多條匯流排
帶有共享l2快取的4核晶元：
帶有分離l2快取的4核晶元：
計算機中第二個主要的元件就是記憶體。理想情況下，記憶體應該非常快速(比執行一條指令要快，從而不會 拖慢cpu執行效率)，而且足夠大且便宜，但是目前的技術手段無法滿足三者的需求。
於是採用了不同 的處理方式，儲存器系統採用一種分層次的結構
程式必須 在軟體中自行管理這些暫存器（即決定如何使用它們）
隨機儲存器（ram）:記憶體中最重要的一種，表示既可以從中讀取資料，也可以寫入資料。當機 器關閉時，記憶體中的資訊會 丟失。在任何快取系統中，都會有下面這幾個噬需解決的問題
需要注意，固態硬碟(solid state disk, ssd)不是磁碟，固態硬碟並沒有可以移動的部分，外形也不像唱片，並且資料是儲存在儲存器(快閃儲存器)中，與磁碟唯一的相似之處就是它也儲存了 大量即使在電源關閉也不會丟失的資料。at是啥？它是舊m公司的第二代個人計算機的高階技術成果，使用2023年推出的6mhz 80286處理器，這個處理器是當時最強大的。在作業系統中，中斷是非常重要的，所以這需要更加細緻的討論一下如上圖所示，這是乙個三步的i/o過程:
?第一步，裝置驅動程式會通過寫入裝置暫存器告訴控制器應該 做什麼。
?然後，控制器啟動裝置，當控制器完成讀取或寫入被告知需要傳輸的位元組後，它會在步驟2中 使用某些匯流排向中斷控制器傳送訊號。
?如果中斷控制器準備好了接收中斷訊號（如果正忙於乙個優先順序 較高的中斷，則可能不會接收），那麼它就會在cpu的乙個引腳上面宣告。這就是步驟3
在第三步中，中斷控制器把該裝置的編號放在匯流排上，這樣cpu可以讀取匯流排，並且知道哪個裝置完 成了操作（可能同時有多個裝置同時執行）。
一旦cpu決定去實施中斷後，程式計數器和psw就會被壓入到當前堆疊中並且cpu會切換到核心 態。
裝置編號可以作為記憶體的乙個引用，用來尋找該裝置中斷處理程式的位址。這部分記憶體稱作中斷向 量（interrupt vector）一旦中斷處理程式（中斷裝置的裝置驅動程式的一部分）開始後，它會移 除棧中的程式計數器和psw暫存器，並把它們進行儲存，然後查詢裝置的狀態。
在
中斷處理程式全部 完成後，它會返回到先前使用者程式尚未執行的第一條指令，這個過程如下上面的結構在小型計算機已經使用了多年，並用在早期的舊m pc中。
然 而，隨著處理器核記憶體變得越來越快，單個匯流排處理所有請求的能力也達到了上線，其中也包括舊m pc匯流排。
必須放棄使用這種模式。其結果導致了其他匯流排的出現，它們處理i/o裝置以及cpu到存 儲器的速度都更快。這種演變的結果導致了下面這種結構的出現。
那麼有了上面一些硬體再加上作業系統的支援，我們的計算機就可以開始工作了，那麼計算機的啟動過 程是怎樣的呢？
下面只是乙個簡要版的啟動過程：
計算機硬體簡介
一 計算機硬體 1.1五大組成部分 1.控制器 硬體的指揮系統 2.運算器 實現算數運算和邏輯運算部件 3.儲存器 存放資料和程式的記憶部件。4.輸入裝置 input 鍵盤 滑鼠 掃瞄器 5.輸出裝置 output 印表機 顯示器 繪圖儀 1.2.計算機執行程式的三大部分 cpu，記憶體，外存 1....
計算機硬體
計算機 軟體與計算機語言 python 一套完整的計算機系統 作業系統 windows linux 底層硬體 cpu 記憶體 硬碟 計算機硬體 cpu 暫存器 最快的一種儲存裝置 核心態與使用者態 核心態與使用者態之間的互換 cpu指令集中的指令可以分成兩部分 合理地cpu工作狀態應該是取指令 解碼...
計算機硬體
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