3. 操作系统基础

1 3.1 前序

上一章我们简单过了一遍计算机的核心部件与功能,同时还简单介绍了一下各个部件是如何与计算机进行交互、发挥出其功能的。

而本章,我们将紧接上一章节的内容,开始介绍操作系统中大大小小、会让你感到很零碎的知识点。

我不会介绍过于底层的内容,因为那会让你感到无趣、并且对于你未来的编程生涯不会有太大的帮助。

2 3.2 BIOS系统

在介绍我们所熟悉的WIndows、mac、linux等等系统之前,我们首先需要简单了解一下BIOS系统,因为这些系统都是在它之后的。

BIOS是英文Basic Input Output System的缩略词,直译过来就是基本输入输出系统。

简单来说,通过这个系统,我们可以对我们的电脑硬件做出一些基本的控制,比如读写内存数据、加载硬件资源之内的。

如果没有这个系统,那我们手中的电脑就会如同一堆废铁,几乎毫无用处,因为我们没办法方便的操作这些硬件资源。

正因为这个系统极其重要,所以这个系统是直接被焊死在硬件之上的,我们无法直接修改该系统的数据。

虽然它很重要,但只靠它却还并不足以让我们普通用户可以轻易使用,因为它提供的功能非常有限。

大多数时候,我们都是通过进入BIOS系统中为我们的电脑重新安装一个更为强大系统,这个系统可以是WIndows、linux,甚至mac。

事实上mac还有一点不一样,它已经不再使用bios系统,而是使用另外一个叫做EFI(可扩展固件接口)的引导系统

对于个人电脑进入BIOS系统的方法并不完全相同,你需要根据你电脑的型号去网上搜索。

比如我的电脑想要进入BIOS系统中,就需要重启电脑,并在电脑开机画面显示出来的那一刻,不停的按F12键,就能进入其内。

进入之后,你看到的大致是下面这样的蓝底简陋界面:

image.png

如果你的电脑系统出现了故障导致无法启动、或者忘记密码之内,那么你就可以进入该系统,并插入你事先安装好Window系统的U盘,通过U盘进行引导、安装新系统,就能解决这些问题。

3 3.3 操作系统

上面的BIOS系统大部分人其实都很少用到,我们真正常用的还是Windows、Mac系统,以及深入编程领域后还会使用到的Linux系统。

你可以将这些操作系统理解为一个非常特殊、强大的软件,这个软件需要通过上面介绍的BIOS系统进行引导安装,安装完成后,我们就可以进入这个系统中来控制、使用我们的电脑硬件。

只不过这一过程在我们购买电脑前,就已经被厂家预先帮我们做了,所以我们感受不到。

鉴于大部分人使用的都是Windows系统,所以本系列文章都会以Windows系统为主进行各种知识点的讲解。

但这并不意味着其它操作系统没有相应的功能,相反,本系列文章所介绍的大部分都是一些通用、基础的操作系统核心功能,各大系统都会有相应的实现,只不过操作、显示的方式不尽相同,需要你自行去浏览器中搜索、寻找相应的答案。

浏览器是操作系统中最核心的一个功能软件,在主流操作系统中都是会被预装上的。通过浏览器,我们可以在广袤的互联网上去搜索别人写的文章、学习别人的经验、以及下载别人写的软件,可以说,学会使用浏览器是每个开发人员的必修课之一。后续章节会对其进行更加深入、详细的介绍。

Windows系统是是当下被广泛使用的桌面操作系统,也是最主流的一个操作系统,大部分人接触的第一台电脑都是安装的Windows系统。

上一章节中,我介绍了很多重要的电脑硬件,但仅仅依靠前面提到的BIOS系统,却是很难将这些硬件的能力用起来。

而Windows发挥的便是这样一个功能:可以让你轻松调度、使用这些硬件设施。

举个例子,当你看到你的电脑屏幕显示出来的各种软件时,就是Windows系统调度了CPU、GPU硬件资源经过大量的计算,将图像数据通过内存、显存交给你的屏幕,使你的屏幕能够显示出如此丰富多彩的画面。

当你聊天打字时,你按下的每一个按键,都会被Windows系统转化为一个叫做消息的东西,这个消息包含了你按下的哪个键的信息,并将其交给对应的输入法、输入法将该消息转换为字符供你选择,最后填入软件界面中。

可以这么说,Windows系统就是一个帮你管理你电脑硬件的大管家,你想要控制你的硬件,你不再需要直接去和硬件打交道,而是直接跟它说一声即可。

4 3.4 文件系统

对于系统来说,最重要的一个组成部分便是文件系统。

因为我们前面说过,计算机的核心就是两个部分:计算、数据。

其中计算这一过程在大部分情况下是比较隐蔽的,我们可能不太能察觉到,大多数时候只有当我们的电脑变卡时,才意识到计算机开始有点”算不过来了“。

而数据相比之下就直观的多,文件系统就从属于数据,它的作用就是将数据持久性的保存到硬盘上。

在Windows系统上,我们可以进入资料管理器这个软件中看到我们当前电脑中所有的文件:

image.png

或者你也可以通过按下快捷键Win+E迅速打开资料管理器。

但你要注意,资料管理器只是一个软件界面,它的作用是读取文件系统中的数据、并将其展示给你。

因此你不能将其文件系统与这里的资料管理器划上等号,你完全可以去下载其它的资料文件器来管理你电脑内的文件,比如:files-community/Files

甚至,你可以通过使用后面我们即将要介绍的终端来查看、修改文件系统中的文件。

而文件系统是一个较为笼统的说法,但对于我们编程人员来说,大部分情况下却已经足够了。

如果想要继续深究,那么文件系统其实你可以理解为一种规则,它定义了一种方式,让所有文件数据可以互不干扰的储存在硬盘上。

实际上你可以将硬盘看作一串非常长的纸片,并且只能通过在其上挨个刻画0或1来记录信息,对于拥有大量文件的系统来说,如何将这些数据记录其上、并且各个文件数据之间还能互不干扰是一件非常麻烦的事情,而文件系统做的便就是这样一件事,可以让我们肆意控制文件数据的增删改查、而不用去考虑底层细节。

经过多年的发展,Windows系统的文件系统底层已经有了很大的变化,目前主流的Windows系统底层文件系统使用的都是NTFS,更早的还有FAT32、FAT16、FAT等等。

当你想要格式化硬盘数据时,就可以看到一个选项会让你选择文件系统:

image.png

不过目前基本都已经过渡到了NTFS文件系统,所以你并不需要纠结太多,Windows系统直接选择NTFS即可,但如果你使用的是Linux系统,那么你可能就需要了解一些其它文件系统了。

5 3.5 终端

你现在所看到的电脑大部分应该都是会有图形界面的,也就是你可以直接滑动鼠标点击屏幕上的应用。

但事实上,在古老的电脑系统上是不存在这种操作的,那时的系统只能通过在命令行界面中敲击命令来控制电脑的行为。

作者:余识
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