一.馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)

馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)（Von Neumann Architecture）是計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的核心概念之一，由美國(guó)數(shù)學(xué)家約翰·馮·諾依曼于1945年提出，也被稱為“馮諾依曼模型”或“馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”。其基本思想是將程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，并通過中央處理單元（CPU）來執(zhí)行這些程序。至今，馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)仍然是大多數(shù)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)架構(gòu)。

中央處理器（CPU）： 控制單元（CU）：負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部分的工作。 算術(shù)邏輯單元（ALU）：負(fù)責(zé)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算。 寄存器：用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令。 內(nèi)存（RAM）： 存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。在馮諾依曼結(jié)構(gòu)中，程序和數(shù)據(jù)共享同一內(nèi)存。 輸入設(shè)備：用于將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，如鍵盤、鼠標(biāo)等。 輸出設(shè)備：用于輸出處理結(jié)果，如顯示器、打印機(jī)等。 總線：在各個(gè)組件之間傳輸數(shù)據(jù)和指令的通道。 注意：

這里的存儲(chǔ)器指的是內(nèi)存。 不考慮緩存的情況下，CPU只能操作內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，不能直接從外設(shè)（輸入和輸出設(shè)備）獲取數(shù)據(jù)。 外設(shè)（輸入或輸出設(shè)備）要輸入或輸出數(shù)據(jù)，必須通過內(nèi)存。 總的來說，所有設(shè)備都只能通過內(nèi)存進(jìn)行交互。 1.1 為什么體系結(jié)構(gòu)中需要內(nèi)存？計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)金字塔：

1.2 馮諾依曼瓶頸馮諾依曼架構(gòu)面臨一個(gè)著名的挑戰(zhàn)，即“馮諾依曼瓶頸”（Von Neumann Bottleneck）。由于程序和數(shù)據(jù)共享同一個(gè)內(nèi)存系統(tǒng)，CPU在執(zhí)行指令時(shí)需要頻繁地從內(nèi)存讀取指令和數(shù)據(jù)，導(dǎo)致內(nèi)存的讀寫速度成為限制計(jì)算機(jī)性能的瓶頸。隨著計(jì)算機(jī)硬件的不斷進(jìn)步，解決馮諾依曼瓶頸的問題成為計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)重要方向。

二.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的系統(tǒng)軟件，它為應(yīng)用程序提供了一個(gè)運(yùn)行環(huán)境，并為用戶提供與計(jì)算機(jī)硬件交互的接口。

操作系統(tǒng)包括：

內(nèi)核（進(jìn)程管理，內(nèi)存管理，文件管理，驅(qū)動(dòng)管理） 其他程序（例如函數(shù)庫(kù)，shell程序等） 一般而言，操作系統(tǒng)指的是內(nèi)核。

2.1 設(shè)計(jì)目的 操作系統(tǒng)向下與硬件交互，管理軟硬資源（手段）。 操作系統(tǒng)向上為用戶程序（應(yīng)用程序）提供一個(gè)良好的執(zhí)行環(huán)境（目的）。 軟硬件體系結(jié)構(gòu)是層狀結(jié)構(gòu)。

訪問操作系統(tǒng)，實(shí)際上是通過系統(tǒng)調(diào)用（系統(tǒng)提供的函數(shù)）。 只要程序運(yùn)行訪問了硬件，就必須貫穿整個(gè)軟硬件體系結(jié)構(gòu)。 函數(shù)庫(kù)在底層封裝了系統(tǒng)調(diào)用。 2.2 系統(tǒng)調(diào)用與庫(kù)函數(shù) 操作系統(tǒng)會(huì)暴露部分接口供上層開發(fā)者使用，這些接口就是系統(tǒng)調(diào)用。 系統(tǒng)調(diào)用的功能比較基礎(chǔ)，對(duì)使用者要求較高，所以一些開發(fā)者將這些系統(tǒng)調(diào)用的接口進(jìn)行封裝，從而形成了庫(kù)，方便開發(fā)者進(jìn)行二次開發(fā)。 —

祝大家有美好的一天?

下次見，朋友們！???