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🐼前言
在上一节，我们认识了冯诺依曼体系结构，从计算机硬件的角度认识了计算机体系结构，本篇文章将继续分享，引入操作系统的层状结构，以及操作系统是如何管理的(小编会在这里举一个现实生活的例子)，以及为什么要有操作系统，系统调用是什么？进程是什么？进程和操作系统的关系是什么？？？我们始终以这个问题是什么，为什么，怎么办的角度来思考问题
看完本篇文章，相信你一定能理解操作系统和进程概念！话不多说，直接开冲！
🐼现实生活中是如何管理的有条不理？？？
在我们现实生活中，比如一个大学校园，是如何管理的如此井然有序的，如此安全的，如此可靠的？
听我给大家讲个故事。
首先管理，就要有管理和被管理者。在一个学校最高的管理者，假设我们这里认为是校长，而我们都是被管理者，而我们的辅导员，是命令的执行者。
那么，校长是如何管理我的呢，我甚至连校长的面都没见过，但是校长却能将我管理的很好，不仅能够随时开除我，还能随时给我发奖学金，他怎么知道这个评判标准？？？
其实，管理，见面不是必然的，通过辅导员与我的沟通，他就能知道我的信息，甚至，他能专门让辅导员每天用一个记事本，来记录我们每一个人的表现，所以，他就能根据我的信息来管理我。所以，见面不是管理的本质，获取到我的信息才是管理的本质！！！所以，管理，本质上是对数据的管理！！！
故事继续，那如果班里同学有七八个人还好，如果班里同学有很多人，比如一个班50多个人，那么一个学校，就得差不多几千人。那这可把校长愁死了，这可咋办呢，这怎么能一下子把他们都管理好？？？这个学校还能不能开了？？？
校长说，还好我以前的专业是个程序员，此时，校长，就想到了，管理的无非就是每个学生的成绩，电话，姓名，表现，健康状态，身份证号....校长此时将学生的特征描述出来
校长:我既然知道了学生的属性，那么我自已封装一个结构体，将学生的属性都放进来，让对学生的管理，变成对学生结构体的管理。如果我还想找到下一个学生的信息，我就将下一个学生的信息存起来。然后将他们的信息一个个串起来，不就是对链表的管理吗。链表里的节点就是每一个学生的信息和下一个学生的信息地址。
这样，将对学生的管理，就转换成了对链表的管理！！！！校长只需要完成对链表的增删查改，就能完成对学生的管理操作
所以，我们这里可以得出一个结论:管理的本质，就是对数据的管理。
而管理的做法:永远都是先描述，再组织！
我们这个世界正是如此管理的，运作的，那么下降到编程语言，我们所使用的语言，不管是C/C++,python,java，都是来描述这个世界，这就是先描述！而我们所学习的数据结构，不管是顺序表，链表，栈，队列，AVL红黑树，哈希桶等都是来管理我们这个世界，这是再组织。
我们知道了现实生活中的管理方式，那么我们就来谈一谈计算机世界如何管理的。
🐼操作系统是什么样的？？？
那对于计算机来说，计算机也有自已的体系结构，当然，也需要一个像"校长"的管理者！它就是操作系统！！！
我们先来看一下操作系统的层状结构:
我们这里揭晓谜底了，其中操作系统就像我们的"校长"，驱动程序就好比我们的"辅导员"，而我们作为最底层的硬件，是有资源的。校长不是很好直接与我沟通，这样不仅效率慢，而且不安全，执行起来也很慢，所以套了一层驱动层(辅导员)！让辅导员直接与我们交流，这样，就实现了不见面也能很好的管理我们。而为了管理大量的学习数据，就需要数据结构。因此我们可以得出结论:操作系统内部一定存在大量的数据结构！！！
底层硬件在上一节冯诺依曼体系结构我们已经认识了。驱动层就是底层硬件的上层。而上面的用户-用户操作接口，system call我们这里先不讨论。
我们一般将操作系统这一层叫做内核
Linux内核说的就是这一层，Windows内核也说得这一层，而习惯上把操作系统+用户-用户操作接口，system call等叫做广义的操作系统。不过，我们这里讨论的主要还是操作系统这一层，也就是Linux内核。
🐼为什么要有操作系统？？？
为什么要有操作系统，我想大家心中已经有答案，操作系统就是为了给用户提供一个稳定的，安全的，可靠的运行环境。就像校长能够给我们提供一个好的环境去学习，吃饭，安全的住宿...日复一日，年复一年。
因此:操作系统对下管理好软硬件资源。这是操作系统的手段！！！
而管理的办法，就是先描述，再组织。借助大量数据结构。
如图:
因此，就经常会说操作系统是一款软硬件资源"管理"的软件.
那么，我们也可以再次得出结论，既然要管理，那么操作系统内部一定有大量的数据结构！！！
就像校长想要管理好大量的学生，就需要有链表的结构来管理！
操作系统做了计算机体系中作了承上启下的的"关键者"，以后我们都默认讨论这一层。
🐼什么是系统调用，为什么要有系统调用？？？
再知道了操作系统这一层，我们再看它的上一层,系统调用层。我们再看一下这张图:
系统调用层，它位于用户空间程序和操作系统内核之间，起到桥梁的作用。其主要功能是为用户程序提供一个接口，使其能够请求操作系统内核提供的服务。
那为什么要有系统调用层，不能直接让用户来与操作系统打交道，而是必须借助系统调用层我们间接来与操作系统打交道？？？
其实在现实生活中，也有这样的例子:比如在我们要去银行办理业务，为什么我们不直接和银行打交道。也就是，我们自已操作银行的业务，我们办理完就离开，这样可以吗？？？
现实生活中的例子，告诉我们，这是绝对不行的。
因为我们当中可能有"坏人"啊,如果这些人擅自将自已的信息修改，比如擅自修改自已的银行余额，这不是乱套了，你也可以改，我也可以改，大家都可以改，那这个银行还开不开了。
那银行既然要开，要给用户提供稳定，安全，可靠，高效的服务，并且又得保证自已的安全性，不能随意被修改，这该怎么办？
于是，就有了负责用户与银行之前沟通的桥梁，也就是银行柜台(窗口)出现了。柜台人员不仅能帮助我们办理自已的业务，并且也能保证银行内部的安全性。即提供了服务，也不影响自身！
"银行窗口"就相当于我们的系统调用，回归到我们的操作系统，就是为了保证操作系统的安全性，不被我们当中的"坏人"直接修改，所以在操作系统和用户之间套了一层系统调用。而用户想访问操作系统必须通过系统调用
系统调用就是为了保证操作系统的稳定，安全，可靠，高效的环境。不允许外部的人，直接访问操作系统的内部的相关数据。
用户程序通过系统调用直接与操作系统内核交互。系统调用，涵盖了内存管理，进程管理、文件管理、驱动管理。(这就好比一个学校的个个功能，比如食堂，宿管阿姨，门卫，教师，操场...)
不过，还有大部分不会直接操作的人群啊，比如一些老人。于此同时，为了我们这些小白能够直接和操作系统打交道，因此在系统调用之上封装了库！！！C/C++标准库封装了系统调用，为用户提供更高级、更友好的接口。标准库函数在用户空间运行，减少了直接调用系统调用的复杂性。我们能够直接调用库来写代码，再其之上进行开发！！！这样就大大减少了我们的学习成本。
说白了，就是方便我们这些小白使用的！！！
所以大概逻辑是这样的:
因此，我们可以得出结论，库和系统调用是上下层关系。
那我们也就知道了，为什么说安卓是基于Linux内核的，不就是自已封装了安卓的库，自已在用户操作接口，用户层进行了封装，打造自已的产品，图形化界面...，来提供给更多的人来使用，带来商业价值。所以有了这一套体系结构，我们只需要在其之上进行开发。
🐼进程是什么？？？为什么要有进程
既然知道了以上概念，那么进程到底是什么呢。进程就是加载到内存的的程序吗？？？
这句话不完全对。
我们再来看这张图，首先，根据冯诺依曼体系结构，必须要将可执行程序加载到内存。因此，由于可执行程序不止一个，我们就知道系统内部具有大量的进程。那么既然要管理这么多进程，通过校长管理学生的例子我们就知道，校长对学生的管理转换成了一个个对学生信息链表的管理，维护，那么系统就必然要有大量的数据结构，那怎么管理？？？
那不就是先描述，再组织！！！
因此，我们就知道，进程一定也有自已的结构。
比如这样:
因此，操作系统管理进程一定是这样的。
将进程加载到内存，再交给CPU处理，处理好交给内存。
所以操作系统对内存的管理，就转换成了对一个个进程链表的管理。
那所谓的进程排队是什么呢？？？是一个个二进制可执行程序在排队吗？？？
并不是，进程排队本质上就是PCB节点在排队，因此，一定有一个处理PCB节点先后被CPU处理的队列，哪个PCB节点排在最前面，就最先被CPU执行。关于进程优先级，我们在后面认识
就是把PCB中的节点拿走，放入到调度队列中，然后CPU执行，那么PCB所携带的数据呢，PCB一定会可以找到自已的数据(资源)。
而在Linux下，进程的结构是一个叫做struct_task的东西，这就是我们后续学习的目标。
因此我们可以得出结论，什么是进程？
进程 = PCB/task_struct(内核数据结构)+代码片段和数据
我们可以把PCB和task_struct当成一个东西。
那为什么要有进程要有PCB？因为操作系统要管理进程，而进程有多个，因此要有PCB，所以操作系统不就是对进程管理，转换成对PCB管理，对PCB的增删查改。操作系统管理进程的办法，就是先描述进程，再把进程组织起来
为什么要有进程？？？1.因为我们想使用一款稳定，安全，高效的操作系统，操作系统就必须要能管理好软硬件资源，因此我们有进程来帮助操作系统管理，目的就是方便操作系统管理！
2.进程就是完成特定任务功能的，我们将一个个任务交给进程来完成！！！
🐼总结
我们通过一个校长的例子，也知道为什么要有进程:因为操作系统要管理。而管通的本质是对数据的管理，通过将对进程的管理转换成了对PCB(task_struct)的增删查改。知道了操作系统是如何管理的？先描述再组织。并且操作系统中一定有大量的数据结构。我们后面就要描述比如进程,内存，文件等...的属性，操作系统存在的意义就是为了给用户提供一个稳定的，安全的，可靠的运行环境。等等，这样一套体系结构，之后我们就开始描述进程的属性，再用数据结构组织起来！
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