導讀
對於計算機行業的朋友們來說，操作系統絕對是一門能讓你學吐血的課程，這是爲什麼呢？我認爲有這些原因：第一 ，專業名詞晦澀難懂；第二，它摸不着，你要想看，倒是能看見，但你看的懂嗎？正是這兩個原因讓我們跪倒在了操作系統面前。但彆着急，本文會以一種易理解的描述來給你呈現一個操作系統的真面目，同時讓你理解一些常見的專業名詞和操作系統相關的概念。
一臺電腦的啓動
一臺電腦的啓動大概包含這麼幾個部分：電源 -> BIOS -> 自檢 -> 加載啓動引導程序 -> 執行具體的操作系統啓動程序 -> 啓動完成
BIOS：基本的輸入輸出系統，用來檢測各硬件設備，如沒問題，會到指定的地方加載操作系統啓動難引導程序，它是寫死在硬件上的一個軟件。
主角出現
電腦啓動後，我們的主角也就閃亮登場了，首先要明白我們的主角操作系統也不過就是一個軟件而已
和我們平常看到的軟件沒什麼區別，它不過也是用來完成一些特定功能的程序擺了，只是它功能有點強大，完成的任務有點與衆不同而已。說到它的功能那就是 管理計算機的硬件和應用，可以這麼理解對下管理計算機硬件，對上爲我們的應用服務。
一些專業名詞
操作系統內核
可簡單理解爲管理計算機硬件的代碼部分，是操作系統最關鍵、最核心的部分。
用戶態和內核態
這兩個名詞可理解爲操作系統的兩個不同等級狀態，操作系統在內核態它可以直接訪問一些關鍵的、底層的CPU指令，它的權利更大，更加的核心；而在用戶態，當你需要訪問底層CPU指令時需要經內核的同意，即需要從用戶態切換到內核態來訪問，以此來增加操作系統的健壯性，可以說這是操作系統的兩個權利等級，一個權利大，一個權利小。
進程 線程 纖程（協程）
簡單的理解 進程就是運行中的程序，線程就是進程中的不同執行路徑；專業的說 進程是操作系統資源分配的基本單位，而線程是調度執行的基本單位，進程擁有獨立的內存空間，線程共享進程的內存空間。
舉個簡單的例子：運行中的bilibili爲一個進程，視屏播放 和 發彈幕就是進程中的兩個線程。
協程爲用戶態的線程，線程中的線程，協程間的切換不需要經過操作系統 （切換代價較小 適用於不需要和內核交互 高併發 多計算的場景）
注：
1.在Linux裏進程和線程區別不大，創建線程即創建進程 只是和父進程共享內存空間。
2.資源：獨立的內存空間、內核數據結構（PCB Linux系統爲每個進程維護一個PCB）
殭屍進程 孤兒進程
子進程消亡，但父進程還沒有釋放PCB的進程稱爲殭屍進程
父進程消亡 子進程還存在的進程稱爲孤兒進程 （父進程消亡後會出現新的父進程）
進程調度
涉及的問題
哪個進程運行？什麼時候運行？運行多長時間？
進程分類：
IO密集型 CPU密集型
優先級
Linux系統將進程又分爲實時進程和普通進程，二者可這樣理解，實時進程相當於急診，普通進程爲一般情況，實時進程的優先級高於普通進程。
調度策略
不同的操作系統有着不同的調度策略，Linux通常按優先級的時間比分配，其他操作系統通常是按時間片分配。
中斷
中斷是一個信號，可分爲硬中斷和軟中斷，當我們做了一些操作後需要操作系統給予我們一些實時反饋時，計算機採取的一種措施或者說方式，就是中斷機制。如當我們敲擊鍵盤時，此時相當於我們給計算機發送了一箇中斷信號，當計算機收到這種信號後，會做出反饋。
硬中斷
鍵盤、打印進、磁盤等硬件引起的中斷稱爲硬中斷 硬件和操作系統打交道的過程。
過程簡易描述： 敲擊鍵盤 —> 發出中斷信號 —> 中斷到達CPU —> 內核 —> 中斷處理程序 —> 處理 給出反饋。
軟中斷
程序引起的中斷稱爲軟中斷 有系統調用時引發 軟件想要通過操作系統進行硬件方面的操作。
過程簡易描述： 程序發出系統調用 —> 發出80中斷（軟中斷信號）—> 內核 —> 中斷處理（觸發中斷時會傳遞一些參數到達內核 內核根據參數做出反饋 一般 會將參數等數據加載到CPU寄存器中 執行具體的系統調用）
內存管理
操作系統中一個關鍵的部分就是內存管理，那麼操作系統如何進行內存管理，使得各程序能夠井然有序的執行而不發生錯誤呢？
內存管理的發展
對於DOS時代，操作系統一次只允許一個程序運行，也就是說內存中只會加載一個程序進來，因此也不會有太多的問題。隨着計算機和軟件的發展，計算機開始支持多程序運行，此時，內存會加載進多個程序，當多個程序同時進入內存時就會出現內存不夠用、程序間相互影響的問題，這對於操作系統來說就是個噩耗，慢慢的慢慢的 爲了解決這種問題，出現了內存分頁 和 虛擬內存 ，也就是今天的操作系統種內存管理使用的方法，下面我們仔細介紹什麼是內存分頁？什麼是虛擬內存？
內存分頁（解決內存空間不足的問題）
以往人們通常會將程序整個加入內存，但其實我們大多數時間需要的不是一整個程序，而只是程序的一部分，這樣就會出現內存的浪費，而且程序有大有小，這種分配方式將會使得內存出現許多的碎片內存的利用率非常的低。爲了解決上述的兩個問題，人們提出了內存分頁的概念，即 將內存劃分爲一個個的小塊，每塊大小4KB（當然也可劃分其他大小） 同時將我們的程序也劃分爲和內存塊一樣大小的程序段，當我們需要哪段程序時就將哪段加載到內存，這種方式即爲內存分頁。這樣使得內存的利用率顯著提高。
或許這時候有人會問，那麼當我的程序需要新的程序段 而內存已經佔滿時，會如何呢？這個問題就引出了內存分頁中使用的一個著名算法LRU （最近最久未使用） 當上述問題出現時，內存將會根據這種算法找出最近最久沒有使用的內存塊，將該塊程序移到swap分區（專門用來做交換的交換分區 在硬盤中）再將需要加載的程序段加載進來。
虛擬內存（解決程序互相影響問題 同時也保護了物理內存空間）
解決了內存空間不足的問題後，那麼程序互相影響問題又該如何解決呢？這就引出了虛擬內存的概念
虛擬內存 即操作系統爲每個進程都創建了一個虛擬的內存空間（假的，邏輯上的一塊空間，實際並不存在）。
實際上程序段還是在物理內存中放着，只是當我們需要運行該程序時 需要做複雜的地址的轉換，找到真正的物理內存
