操作系统
操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件,同时也是计算机系统的内核与基石。
内核是操作系统的最核心、最基础的部分,通常运行在最高权限级别(内核态)。它负责管理系统的进程、内存、设备驱动、文件和网络系统等。内核的工作对用户来说是“看不见的”,但它决定了系统的性能和稳定性。
- 进程管理:创建、调度和终止进程(正在运行的程序),以及处理进程间的通信。
- 内存管理:为每个进程分配和回收内存空间,并利用虚拟内存等技术扩展可用内存。
- 设备驱动管理:通过设备驱动程序(Drivers)与硬件(如打印机、显卡、U盘)进行通信和控制。
- 文件系统管理:管理磁盘上的文件和目录,处理文件的创建、读取、写入、删除和权限控制。
- 系统调用接口:为应用程序提供一系列预定义的功能函数(API),让应用程序可以请求内核的服务。
HAL是一层特殊的软件,它向下隐藏了不同硬件之间的差异。通过HAL,内核和驱动程序可以以统一的方式访问硬件,从而提高了操作系统的可移植性。当操作系统需要移植到另一种硬件平台时,只需修改HAL,而不需要重写整个内核。
Linux是最知名的开源操作系统,也是很多人研究操作系统的起点。