👉冯诺依曼体系结构👈
我们常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。
截至目前，我们所认识的计算机，都是由一个个的硬件组件组成的。
- 输入单元：包括键盘, 鼠标，扫描仪, 写板等
- 中央处理器(CPU)：含有运算器和控制器等
- 输出单元：显示器，打印机等
关于冯诺依曼体系结构，必须强调几点：
- 这里的存储器指的是内存，内存掉电易失。而磁盘输入外存，其具有永久性存储能力。
- 不考虑缓存情况，这里的 CPU 能且只能对内存进行读写，不能访问外设（输入或输出设备）。
- 外设（输入或输出设备）要输入或者输出数据，也只能写入内存或者从内存中读取。
一句话，所有设备都只能直接和内存打交道。
有些硬件既是输入设备，又是输出设备，如磁盘和网卡。
外设是相对于内存和 CPU 而言的。
运算器 + 控制器 + 其他 = CPU。
所有的外设有数据需要加载，只能加载到内存中。内存写出数据，也是写到外设中。
CPU 不和外设直接打交道，只能和内存直接打交道。
CPU 在读取和写入数据的时候，在数据层面上，只和内存打交道是为了提高整机运算效率。因为磁盘的速度是较慢的，内存的速度是较快的，CPU 的速度是快的，如果 CPU 直接向磁盘读取和写入数据，就会降低了整机的运算效率。
CPU 很快，但也很笨。它只能被动地接收别人的指令和数据，然后执行别人的指令和计算别人的数据。CPU 中有自己的指令集，分为精简指令集和复杂指令集。而编译代码的本质就是形成二进制可执行程序，翻译成 CPU 能够认识的指令，让 CPU 帮我们做计算。
程序要运行必须加载到内存中。那为什么要加载到内存中呢？CPU 要执行我的代码，访问我的数据，只能从内存中读取，这是冯诺依曼体系结构规定的！
对冯诺依曼体系结构的理解，不能只停留在概念上，要深入到对软件数据流理解上。请解释，从你登录上 QQ 开始和某位朋友聊天开始，数据的流动过程。 从你打开窗口，开始给他发消息，到他的到消息之后的数据流动过程。如果是在 QQ 上发送文件呢？
首先，先将我们 QQ 程序加载到了内存，CPU 再执行 QQ 程序的代码。如果我们从键盘中输入“你好”并点击发生，“你好”这个信息先加载到内存，然后再交给 CPU 处理，最后 CPU 将结果交给内存，内存再将结果交给显示器和网卡。经过网络传输后，朋友电脑的网卡接收到信息，然后交给其内存中，然后经过 CPU 处理后，再显示到朋友电脑的显示器上。
👉操作系统（Operator System）👈
在之前的博客，我们提到过：操作系统是一个进行软硬件资源管理的软件。为什么要管理呢？操作系统要通过合理地管理软硬件资源（手段），为用户提供良好的（稳定的、高效的和安全的）执行环境（目的）。
那操作系统是如何将软硬件资源管理起来的呢？为了更好地理解操作系统是如何管理软硬件资源的，我们先来看一下生活中的例子：在学校里，假如校长（管理者）从未和学生（被管理者）进行过交流，校长也能够很好地将学生管理起来。那么，我们可以得出一个堆管理者的理解：管理者不需要和被管理者进行直接交互，也能够把被管理者管理起来。管理者对重大事宜有决策的权利的，而决策是有依据的。那这是怎么做到的呢？ 虽然学生不直接和校长打交道，但是学生的所有数据（绩点、各科成绩等）早已经被校方拿走了，而且这些数据一直都在更新。那么，校长只要管理好这些数据，就能将学生管理起来了。总的来说，管理的本质就是：对数据做管理。
管理者是通过被管理者的数据来进行管理的。那管理者是如何一直拿到这些数据呢？那么管理者和被管理者之间还有执行者，执行者会执行管理者的决策以及和被管理者接触，拿到被管理者的数据交给管理者。在学校里，校长就是管理者，辅导员就是执行者，学生就是被管理者。而在计算机里，操作系统就是管理者，驱动程序就是执行者，硬件就是被管理者。
管理者通过对数据进行管理实现对被管理者的管理
数据的采集和决策的执行由执行者来做
校长要管理的学生很多，那么需要管理学生的信息也很多，但是需要管理的信息种类是一样的。那么，一个学生的各种信息可以定义成一个结构体，每个学习的信息结构体链接在一起就形成了链表。那么现在对学生数据做管理就变成了对链表做管理。
那么，以上的过程就是先描述（面向对象），再组织（数据结构）。其实，所有的管理，本质逻辑都是先描述，再组织。
- 管理的本质是对数据进行管理
- 管理的方法是先描述，再组织
以上是操作系统对硬件的管理方式，其是操作系统对软件也是这样子进行管理的。软件能管理硬件，也能够管理软件。
操作系统是不相信任何人的，它是很容易受到伤害的，但是操作系统也必须给上层用户提供各种服务。那如何解决呢？那么，在用户和操作系统之间还有一层系统调用接口，而这些接口也是用C语言写的，如：fork 和 wait 等等。
在系统调用上面还有一层，分别是 shell 、C / C++ 的库（lib）和界面等。shell 可以满足用户的指令操作，C / C++库满足用户的编程操作，它们都需要系统调用接口来完成相关操作。
系统调用和库函数的概念
在开发角度，操作系统对外会表现为一个整体，但是会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分由操作系统提供的接口，叫做系统调用。
系统调用在使用上，功能比较基础，对用户的要求相对也比较高。所以，有心的开发者可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成库。有了库，就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发。
计算机软硬件体系结构
