一、抽象层次
1.1 User Program 与 Operating System
一开始的用户程序 User Program 都是裸机程序,他们直接运行在硬件上。这种方式的缺点在于,任何程序都需要思考与其他程序的“共存方式”,内存空间的是具象的,所以就要思考自己要利用多少的内存,利用哪个部分的内存;CPU 是具象的,所以就要思考自己何时会被调度,以怎样的形式被调度;所有的硬件资源都是具象的,所以要思考的事情数不胜数。
正因如此,操作系统 Operating System 提供了一层抽象,OS 将原本的硬件资源全部进行了抽象表达,具象的硬件资源被操作系统接管,不再提供给用户程序具象的硬件资源,而是提供给用户抽象的“系统调用”,系统调用是操作系统提供的一种硬件资源的封装形式,用户程序使用系统调用来完成使用硬件资源的功能。
抽象的硬件资源相比于具象的硬件资源,其好处在于抽象资源要更加简单,内存空间变成了虚拟内存空间,不再有“有限”或者“非独占”的困扰;外存变成了文件,不再有复杂的驱动或者定位问题;CPU 的调度被简化成了线程的调度,由 OS 进行统一管理,再也不用思考与其他进程共享 CPU 的问题,所有的硬件资源都被抽象的十分简单,使得开发者不再需要考虑与设计本身无关的问题。