一.馮諾依曼體系結構

馮諾依曼體系結構（Von Neumann Architecture）是計算機設計的核心概念之一，由美國數(shù)學家約翰·馮·諾依曼于1945年提出，也被稱為“馮諾依曼模型”或“馮諾依曼計算機體系結構”。其基本思想是將程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在計算機的內存中，并通過中央處理單元（CPU）來執(zhí)行這些程序。至今，馮諾依曼體系結構仍然是大多數(shù)計算機的基礎架構。

中央處理器（CPU）： 控制單元（CU）：負責協(xié)調計算機各部分的工作。 算術邏輯單元（ALU）：負責進行算術和邏輯運算。 寄存器：用于臨時存儲數(shù)據(jù)和指令。 內存（RAM）： 存儲程序和數(shù)據(jù)。在馮諾依曼結構中，程序和數(shù)據(jù)共享同一內存。 輸入設備：用于將數(shù)據(jù)輸入到計算機中，如鍵盤、鼠標等。 輸出設備：用于輸出處理結果，如顯示器、打印機等。 總線：在各個組件之間傳輸數(shù)據(jù)和指令的通道。 注意：

這里的存儲器指的是內存。 不考慮緩存的情況下，CPU只能操作內存中的數(shù)據(jù)，不能直接從外設（輸入和輸出設備）獲取數(shù)據(jù)。 外設（輸入或輸出設備）要輸入或輸出數(shù)據(jù)，必須通過內存。 總的來說，所有設備都只能通過內存進行交互。 1.1 為什么體系結構中需要內存？計算機存儲金字塔：

1.2 馮諾依曼瓶頸馮諾依曼架構面臨一個著名的挑戰(zhàn)，即“馮諾依曼瓶頸”（Von Neumann Bottleneck）。由于程序和數(shù)據(jù)共享同一個內存系統(tǒng)，CPU在執(zhí)行指令時需要頻繁地從內存讀取指令和數(shù)據(jù)，導致內存的讀寫速度成為限制計算機性能的瓶頸。隨著計算機硬件的不斷進步，解決馮諾依曼瓶頸的問題成為計算機體系結構研究的一個重要方向。

二.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（Operating System，簡稱OS）是管理計算機硬件與軟件資源的系統(tǒng)軟件，它為應用程序提供了一個運行環(huán)境，并為用戶提供與計算機硬件交互的接口。

操作系統(tǒng)包括：

內核（進程管理，內存管理，文件管理，驅動管理） 其他程序（例如函數(shù)庫，shell程序等） 一般而言，操作系統(tǒng)指的是內核。

2.1 設計目的 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（應用程序）提供一個良好的執(zhí)行環(huán)境（目的）。 軟硬件體系結構是層狀結構。

訪問操作系統(tǒng)，實際上是通過系統(tǒng)調用（系統(tǒng)提供的函數(shù)）。 只要程序運行訪問了硬件，就必須貫穿整個軟硬件體系結構。 函數(shù)庫在底層封裝了系統(tǒng)調用。 2.2 系統(tǒng)調用與庫函數(shù) 操作系統(tǒng)會暴露部分接口供上層開發(fā)者使用，這些接口就是系統(tǒng)調用。 系統(tǒng)調用的功能比較基礎，對使用者要求較高，所以一些開發(fā)者將這些系統(tǒng)調用的接口進行封裝，從而形成了庫，方便開發(fā)者進行二次開發(fā)。 —

祝大家有美好的一天?

下次見，朋友們！???