什么是操作系统？操作系统有哪些作用

　　1. 计算机基本概念
　　组成的五大单元 ： 输入设备， 输出设备， 存储器， 算术逻辑单元， 控制单元
　　CPU（算术逻辑单元+控制单元） ： 在微指令机器层采用某指令集完成指令步骤，其中指令集的不同对于性能，省电和虚拟化有影响
　　指令集分类 ： 精简指令集（RISC） ： SPARC，PowerPC，ARM CPU;复杂指令集（CISC） ： AMD，Intel，VIA
　　电脑分类：
　　* 巨型机（Supercomputer） ： 天河 用于核物理研究、核武器设计等科学计算任务
　　* 大型机（Mainframe Computer） ： IBM计算机 用于商业等安全稳定性数据处理任务
　　* 小型机（Minicomputer） ： UNIX服务器 用于后台业务
　　* 微型机（Microcomputer） ： 个人计算机 用于满足个人需求
　　进制 ： bit B K M G T P E Z
　　* 容量一般用二进制，速度用十进制 如1KB=1024B 1KHz=1000Hz
　　* 硬盘容量一般用十进制计算 如500GB = 500*1000*1000*1000B
　　* 网速带宽的单位是Mbit/s不是MB/s ，除以8来确定习惯的大小
　　2. 个人电脑架构（x86）
　　主板
　　主板 ： 负责连接各个组件，
　　北桥 ： 负责CPU，内存和显卡等速度较快的组件之间传输
　　南桥 ： 负责外存，USB，网卡等较慢间传输
　　后来北桥成了CPU与其他组件进行数据传输的瓶颈，通过QPI&DMI，Hyper Transport 等技术将内存控制器整合到CPU内部达到CPU与显卡，内存等设备直接通信效果
　　插槽格式 ： PCI，AGP和PCI-Express 其中PCIe是多管道模式 如PCIe 1.0*8 格式 为 250MB/s*8速度
　　插槽位置决定了传输瓶颈，如果插槽与南桥相接，则会收到南桥带宽的限制
　　外部接口 ： USB接口， RJ-45网络头， HDMI， PS/2接口
　　中断申请（IRQ） ： 透过IRQ对CPU送出中断请求讯号，让CPU储存并暂停正在进行的工作，先行处理周边硬件提出的需求，每个部件都有不同的IRQ，IRQ个数有限需要合理分配，否则会产生冲突
　　CPU
　　频率 ： 每秒工作的次数 单位GHz （架构不同不能单纯用频率来比较）
　　外频 ： CPU与外部设备一起工作的频率
　　内频 ： CPU内部时钟频率
　　倍频 ： 内频 / 外频
　　一般超频指的是超外频，提高外频和相应的组件芯片频率达到更高的性能，Intel的Turbo睿频技术可以自动超频，更好管理分配性能
　　外部总线频率 ： CPU通过外部总线（前端总线）与北桥相连，外部总线频率与CPU缓存频率一致（一般外部总线传输的频率》=外频）
　　外部总线位宽 ： 外部总线一次传输信息的位数
　　CPU 与 外部组件的带宽为 外部总线频率*外部总线位宽 如 64bit * 1600MHz = 12.8GB/s （十进制）
　　机器字长 ： CPU一次性能够处理信息的位数 其中 x86架构CPU一般为32位以下， x86-64架构为64位
　　超线程（HT） ： 超线程，将物理内核逻辑上模拟成两个内核进行运算，增加线程数量。 实际上同一时间只有一个内核进行运算，而是对寄存器进行了逻辑划分，让多个线程竞争寄存器使用。 （HT是否能提升性能要具体问题具体分析）
　　线程，是操作系统能够进行运算调度的最小单位，通过调度机制等让多个线程竞争内核运算，完成并行运算，提高多个线程组成的进程运算
　　内存
　　动态随机存取内存（DRAM） ： 断电后记录消失，其中规格有SDRAM和DDR SDRAM， 主要用于内存存储，可以插入两个内存条组成128位双通道增加内存宽带
　　静态随机存取内存（SRAM） ： 速度大于DRAM，造价高，一般用于CPU二级缓存（L2 Cache），弥补CPU与其他部件速度的不一致性
　　固件（firmware） ： 写入硬件中的软件， 如 基本输入输出系统（BIOS） 是一组固化到ROM上的程序，读取CMOS参数，开机后自检并调用引导程序
　　CMOS是主板上的一块可读写FLASH芯片，是用来保存计算机重要的参数，需要用电带有专用电池
　　只读存储器（ROM） ： 只能读出无法写入信息，信息一旦写入后就固定下来无法改变，断电后信息依然存在，一般存放BIOS等开机启动程序 （现在BIOS写在带电可擦可编程只读存储器（EEPROM）中，可以进行更新）
　　显卡
　　显卡（VGA） ： 通过GPU控制芯片与CPU，内存等通信，其中规格有 PCI，AGP和PCI-Express
　　显卡作用 ： 显卡缓存存储像素个数和颜色信息，整体影响分辨率和色彩， GPU处理每秒显示的图形运算结果
　　显卡连接接口 ： DVI， HDMI， DisplayPort
　　硬盘
　　构成 ： 主轴马达， 磁头， 机械手臂， 碟片（分有扇区， 磁道， 柱面）
　　传输接口 ： SATA3.0 （600MB/s） SAS3（1200MB/s） USB3.1（1000MB/s） 其中B=10bit 额外2bit作为校验
　　机械硬盘（HDD）由于磁头需要大范围移动导致速度瓶颈，通过固态硬盘（SSD，闪存作为硬盘）可以大大加快读写速度，但是SSD存在寿命短的缺点
　　3. 操作系统
　　产生背景 ： 没有操作系统需要面向硬件编程，不同硬件使得程序不具有可移植性，所以需要一个程序能够驱动硬件，并提供一组规范的程序接口，方便开发调用
　　操作系统（OS） ： 驱动所有硬件的程序， 管理所有活动的程序，其中内核（Kernel）负责硬件的管理和驱动，提供系统调用接口，管理进程和内存，文件管理等
　　不同硬件规格相应的内核也需要不同，因此不同硬件提供相应的驱动程序调用系统API完成对硬件的支持。