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計算機和作業系統基礎知識
1、作業系統（operating system，簡稱 os），是管理計算機硬體與
軟體資源的電腦程式，同時也是計算機系統的核心與基石
作業系統需要處理如管理與配置記憶體、決定系統資源供需的優先次序、
控制輸入與輸出裝置、操作網路與管理檔案系統等基本事務。作業系統
也提供乙個讓使用者與系統互動的操作介面 2
、作業系統位於底層硬體與使用者之間，是兩者溝通的橋梁。使用者可以
通過作業系統的使用者介面，輸入命令。作業系統則對命令進行解釋，驅
動硬體裝置，實現使用者要求。以現代標準而言，乙個標準pc的作業系統
應該提供以下的功能：
（1）程序管理（processing management）
（2）記憶體管理（memory management）
（3）檔案系統（file system）
（4）網路通訊（networking）
（5）安全機制（security）
（6）使用者介面（user inte***ce）
（7）驅動程式（device drivers） 3
、指令集架構（instruction set architecture，簡稱 isa），又稱指令
集 或 指令集體系，是計算機體系結構中與程式設計有關的部分，包含了
基本資料型別，指令集，暫存器，定址模式，儲存體系，中斷，異常處理
以及外部 i/o
指令集架構包含一系列的
opcode
即操作碼（機器語言），以及由特定
處理器執行的基本命令 4
、指令是由指令集架構定義的單個的 cpu 操作。在更廣泛的意義上，
指令可以是任何可執行程式的元素的表述，如：位元組碼
指令分為特殊指令和普通指令，只有作業系統才能執行特殊指令（也稱
特權指令），應用程式只能執行普通指令。應用程式要想執行特殊指令，
必須通過系統呼叫 5
、兩種呼叫：
（1）系統呼叫（system call）
（2）庫呼叫（library call） 6
、兩種使用者介面（user inte***ce，簡稱 ui）：
（1）圖形使用者介面（graphical user inte***ce，簡稱 gui）
（2）命令列介面（command line inte***ce，簡稱 cli） 7
、兩種介面：
了應用程式（或者其他型別）和作業系統之間或其他應用程式的低階介面
它就是軟體系統不同組成部分銜接的約定，即 是作業系統 或 庫提供給應用
程式呼叫使用的**
abi
不同於 api，api 定義了源**和庫之間的介面，因此同樣的**可以
在支援這個 api 的任何系統中編譯，然而 abi 允許編譯好的目標**在使
用相容 abi 的系統中無需改動就能執行 8
、作業系統分類
（1）windows
（2）unix-like
（類 unix） 1
）linux 2
）minix 3
）macos
（macos 的由來：從 mac os x，改為 os x，再改為 macos。
截止 2018/08/26，再未變動）
（3）unix 1
）unix system
（截止 2018/05/31，最新版是 unix system v release 4，
包含 aix、solaris、hp-ux 等） 2
）bsd unix
（分為三種：freebsd、netbsd、openbsd）
「簡單來說，分為 system（嫡出） 和 bsd（庶出）」 附：
關於 macos 到底是 unix 還是 unix-like，這個問題一直存在爭議，不過爭論
（a）（b）
（c） 9
、程式執行空間：
（1）核心空間（kernel space）：核心、核心擴充、驅動程式執行在核心空間上
（2）使用者空間（user space）：應用程式執行在使用者空間上
「執行空間（space）也可以理解為執行模式（mode）」 10
、可移植作業系統介面（portable operating system inte***ce，
簡稱 posix），是 ieee 為要在各種 unix 作業系統上執行軟體，而
定義 api 的一系列互相關聯的標準的總稱
「最後乙個 x 表明了其對 unix api 的傳承」 11
、兩種格式：
（1）可移植可執行（portable executable），也就是 pe 格式，是一種用
於可執行檔案、目標檔案和動態鏈結庫的檔案格式，主要使用在 windows
作業系統上 pe
檔案格式主要用於exe檔案、dll檔案、.sys（驅動程式）和其他檔案 型別
（2）可執行和可鏈結格式（executable and linkable format），也就是
elf 格式，是一種用於可執行檔案、目標檔案、共享庫和核心轉儲的標準文
件格式不同作業系統上應用程式和庫的格式
應用程式格式 庫
windows pe
格式（portable executable）
dll（dynamic link library），動態鏈結庫
linux/unix
elf格式（executable and linkable format） so
（shared object） 12
、計算機的五大組成：
運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置
13、六種開源協議的異同如下圖所示：bsd、apache、gpl、lgpl、mit、mozilla
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