操作系统_1：什么是操作系统？
目录：
1.1. 操作系统简介
1.2. 操作系统简单分类
1.3. 操作系统的内核（Kernel）
1.4. 中央处理器（CPU，Central Processing Unit）
1.5. CPU vs Kernel(内核)
1.6. 系统调用
正文：
1.1. 操作系统简介
我通过以下四点介绍什么是操作系统：
操作系统（Operating System，简称 OS）是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机的基石。操作系统本质上是一个运行在计算机上的软件程序 ，用于管理计算机硬件和软件资源。 举例：运行在你电脑上的所有应用程序都通过操作系统来调用系统内存以及磁盘等等硬件。操作系统存在屏蔽了硬件层的复杂性。 操作系统就像是硬件使用的负责人，统筹着各种相关事项。操作系统的内核（Kernel）是操作系统的核心部分，它负责系统的内存管理，硬件设备的管理，文件系统的管理以及应用程序的管理。内核（Kernel）在后文中会提到。
1.2. 操作系统简单分类
1.2.1. Windows
目前最流行的个人桌面操作系统 ，不做多的介绍，大家都清楚。界面简单易操作，软件生态非常好。
玩玩电脑游戏还是必须要有 Windows 的，所以我现在是一台 Windows 用于玩游戏，一台 Mac 用于平时日常开发和学习使用。
1.2.2. Unix
最早的多用户、多任务操作系统 。后面崛起的 Linux 在很多方面都参考了 Unix。
目前这款操作系统已经逐渐逐渐退出操作系统的舞台。
1.2.3. Linux
Linux（中文叫做哩内克斯） 是一套免费使用、开源的类 Unix 操作系统。Linux 存在着许多不同的发行版本，但它们都使用了 Linux 内核 。
严格来讲，Linux 这个词本身只表示 Linux 内核，在 GNU/Linux 系统中，Linux 实际就是 Linux 内核，而该系统的其余部分主要是由 GNU 工程编写和提供的程序组成。单独的 Linux 内核并不能成为一个可以正常工作的操作系统。很多人更倾向使用 “GNU/Linux” 一词来表达人们通常所说的 “Linux”。
1.2.4. Mac OS
苹果自家的操作系统，编程体验和 Linux 相当，但是界面、软件生态以及用户体验各方面都要比 Linux 操作系统更好。
1.3. 操作系统的内核（Kernel）
我们先来看看维基百科对于内核的解释，我觉得总结的非常好！
内核（英语：Kernel，又称核心）在计算机科学中是一个用来管理软件发出的数据 I/O（输入与输出）要求的电脑程序，将这些要求转译为数据处理的指令并交由中央处理器（CPU）及电脑中其他电子组件进行处理，是现代操作系统中最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并由内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。 直接对硬件操作是非常复杂的。所以内核通常提供一种硬件抽象的方法，来完成这些操作。有了这个，通过进程间通信机制及系统调用，应用进程可间接控制所需的硬件资源（特别是处理器及 IO 设备）。早期计算机系统的设计中，还没有操作系统的内核这个概念。随着计算机系统的发展，操作系统内核的概念才渐渐明晰起来了!
简单概括两点：
操作系统的内核（Kernel）是操作系统的核心部分，它负责系统的内存管理，硬件设备的管理，文件系统的管理以及应用程序的管理。操作系统的内核是连接应用程序和硬件的桥梁，决定着操作系统的性能和稳定性。
1.4. 中央处理器（CPU，Central Processing Unit）
关于 CPU 简单概括三点：
CPU 是一台计算机的运算核心（Core）+控制核心（ Control Unit），可以称得上是计算机的大脑。CPU 主要包括两个部分：控制器+运算器。CPU 的根本任务就是执行指令，对计算机来说最终都是一串由“0”和“1”组成的序列。
1.5. CPU vs Kernel(内核)
很多人容易无法区分操作系统的内核（Kernel）和中央处理器（CPU），你可以简单从下面两点来区别：
操作系统的内核（Kernel）属于操作系统层面，而 CPU 属于硬件。CPU 主要提供运算，处理各种指令的能力。内核（Kernel）主要负责系统管理比如内存管理，它屏蔽了对硬件的操作。下图清晰说明了应用程序、内核、CPU 这三者的关系。
1.6. 系统调用
介绍系统调用之前，我们先来了解一下用户态和系统态。
根据进程访问资源的特点，我们可以把进程在系统上的运行分为两个级别：
用户态(user mode) : 用户态运行的进程或可以直接读取用户程序的数据。系统态(kernel mode): 可以简单的理解系统态运行的进程或程序几乎可以访问计算机的任何资源，不受限制。说了用户态和系统态之后，那么什么是系统调用呢？
我们运行的程序基本都是运行在用户态，如果我们调用操作系统提供的系统态级别的子功能咋办呢？那就需要系统调用了！
也就是说在我们运行的用户程序中，凡是与系统态级别的资源有关的操作（如文件管理、进程控制、内存管理等)，都必须通过系统调用方式向操作系统提出服务请求，并由操作系统代为完成。
这些系统调用按功能大致可分为如下几类：
设备管理 ：完成设备的请求或释放，以及设备启动等功能。文件管理 ：完成文件的读、写、创建及删除等功能。进程控制 ：完成进程的创建、撤销、阻塞及唤醒等功能。进程通信 ：完成进程之间的消息传递或信号传递等功能。内存管理 ：完成内存的分配、回收以及获取作业占用内存区大小及地址等功能。我在网上找了一个图，通过这个图可以很清晰的说明用户程序、系统调用、内核和硬件之间的关系。（太难了~木有自己画）
