操作系统实战笔记（一）

操作系统是计算机的核心软件

操作系统是所有软件的基础，所有上层软件都要依赖于操作系统提供的各种机制，才能运行。 后端工程师在做高性能服务端编程的时候，内存、进程、线程、I/O 相关的知识会经常用到。还有，在做一些前端层面的性能调优时，操作系统相关的一些知识更是必不可少。 除了 Web 开发，做高性能计算超级计算机的时候，操作系统内核相关的开发能力也至关重要。其实，即使单纯的操作系统内核相关的开发能力，对于工程师来说也是绕不过的基本功。 除了工作，操作系统离我们的生活也并不遥远，甚至可以说是息息相关。要知道，操作系统其实不仅仅局限于手机和电脑，你的智能手表、机顶盒、路由器，甚至各种家电中都运行着各种各样的操作系统。

程序的运行过程：从代码到机器运行

第一版 Hello World

#include "stdio.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
          
   
  printf("Hello World!
");
  return 0;
}

计算机硬件是无法直接运行这个 C 语言文本程序代码的，需要 C 语言编译器，把这个代码编译成具体硬件平台的二进制代码。 再由具体操作系统建立进程，把这个二进制文件装进其进程的内存空间中，才能运行。

程序编译过程

使用命令：gcc HelloWorld.c -o HelloWorld 或者 gcc ./HelloWorld.c -o ./HelloWorld，就可以编译这段代码。 GCC 只是完成编译工作的驱动程序，它会根据编译流程分别调用预处理程序、编译程序、汇编程序、链接程序来完成具体工作。 HelloWorld 编译流程如下： HelloWorld 研究中间过程： 预处理 加入头文件，替换宏。 gcc HelloWorld.c -E -o HelloWorld.i。 编译 包含预处理，将 C 程序转换成汇编程序。 gcc HelloWorld.c -S -c -o HelloWorld.s。 汇编 包含预处理和编译，将汇编程序转换成可链接的二进制程序。 gcc HelloWorld.c -c -o HelloWorld.o。 链接 包含以上所有操作，将可链接的二进制程序和其它别的库链接在一起，形成可执行的程序文件。 gcc HelloWorld.c -o HelloWorld。

程序装载执行

冯诺依曼体系结构： 根据冯诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能： 把程序和数据装入到计算机中； 必须具有长期记住程序、数据的中间结果及最终运算结果； 完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理； 根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作； 能够按照要求将处理的数据结果显示给用户。 为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件： 装载数据和程序的输入设备； 记住程序和数据的存储器； 完成数据加工处理的运算器； 控制程序执行的控制器； 显示处理结果的输出设备。