【Linux】从软硬件角度重新理解 [ 操作系统与冯诺依曼体系 ]

在计算机科学中，冯诺依曼架构是一种基本的计算机设计理念，它定义了一个计算机系统的主要组成部分，包括数据处理部分（中央处理器）、数据存储部分（内存）、数据输入/输出设备，以及控制流逻辑。

在这个问题中，我们将尝试从软硬件的角度重新理解冯诺依曼架构。

硬件角度：

1. 存储器（Memory）：存储数据和程序指令。
2. 控制器（Controller）：解释存储在存储器中的指令。
3. 运算器（Processor/ALU）：处理数据。
4. 输入/输出设备（I/O Devices）：与用户交互，与外部系统通信。

软件角度：

1. 程序（Program）：一系列指令的集合，用来完成特定任务。
2. 进程（Process）：程序的一个执行实例。
3. 文件系统（File System）：组织和管理存储在存储器中的程序和数据。
4. 系统调用（System Calls）：程序用来请求内核服务的接口。

重要的概念：

1. 并发（Concurrency）：多个进程在单个处理器上同时运行。
2. 共享（Sharing）：资源可以在多个进程之间共享。
3. 虚拟（Virtual）：将物理资源转化为更多的抽象资源供进程使用。
4. 不确定性（Uncertainty）：计算机系统的行为不总是确定的，受限于硬件和软件的实际状态。

在Linux操作系统中，我们可以看到冯诺依曼架构的实例，如下：

硬件：

• 内存：RAM和SWAP
• 存储器：硬盘和其他存储介质
• 输入/输出设备：键盘、鼠标、显示器等

软件：

• 程序和进程：用户空间程序和系统进程
• 文件系统：ext4等
• 系统调用：提供用户空间和内核空间的接口

这些构成了Linux操作系统的基础，使得我们能够执行程序、管理文件、进行输入输出，并且能够与其他系统进行网络通信。