馮諾依曼體系結構,由著名數(shù)學家約翰·馮·諾依曼在20世紀40年代提出,是當代幾乎所有計算機系統(tǒng)的設計藍圖。其核心思想包括:
這一結構奠定了計算機硬件工作的基礎,使得通用計算成為可能,并為操作系統(tǒng)的誕生和發(fā)展提供了物理框架。
操作系統(tǒng)是運行在計算機硬件之上的核心系統(tǒng)軟件,它管理著所有硬件資源,并為上層應用程序和用戶提供便捷、高效、安全的服務。在馮諾依曼體系結構下,操作系統(tǒng)的主要功能包括:
操作系統(tǒng)是硬件與應用程序之間的橋梁,它抽象了復雜的硬件操作,使程序員無需關心底層細節(jié)。
在操作系統(tǒng)中,進程是一個核心概念。它是程序的一次執(zhí)行過程,是系統(tǒng)進行資源分配和調度的基本單位。一個靜態(tài)的程序文件(如.exe文件)本身不是進程,只有當它被加載到內存中并開始執(zhí)行時,才成為一個活躍的進程。
進程具有以下關鍵特征:
操作系統(tǒng)通過精密的進程管理,實現(xiàn)了多任務環(huán)境,讓我們可以一邊聽音樂一邊編輯文檔。
操作系統(tǒng)通過一系列系統(tǒng)服務(或系統(tǒng)調用)來具體實現(xiàn)其管理功能,并為應用程序提供支持。這些服務是應用程序請求操作系統(tǒng)內核執(zhí)行特定操作的接口。常見的系統(tǒng)服務包括:
當應用程序需要執(zhí)行如讀取文件、在屏幕上顯示內容、申請更多內存等涉及底層硬件的操作時,都必須通過調用這些系統(tǒng)服務來完成。這保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,防止用戶程序直接操控硬件可能引發(fā)的災難。
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從馮諾依曼體系結構提供的硬件基礎,到操作系統(tǒng)作為總管家對資源進行抽象和管理,再到進程作為執(zhí)行實體承載程序的運行,最后通過豐富的系統(tǒng)服務為應用程序提供安全可靠的支持,這四個概念層層遞進,共同構成了現(xiàn)代計算機系統(tǒng)運行的基本邏輯框架。理解它們之間的關系,是深入計算機科學殿堂的重要一步。
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更新時間:2026-01-08 21:33:07