管你i9还是骁龙845,跑的6不6还得看它的脸色

差友们当中,应该有很多喜欢自己装机的人。

装完一套机器,然后还得整个操作系统。

如今这是一套自然而然的流程 –硬件之上要装操作系统,然后这电脑才能用。

但是。。。为啥呢?

心爱的游戏和硬件之间要隔着一层操作系统,这玩意儿还得吃一点儿运算资源。。。犯得着吗?

还真有用,而且很重要。

随着计算机技术渐渐发展,人们对需要计算机的要求也从简单的计算,变成了下面两个:

能同时进行很多任务;

能进行各种不同的任务。

仔细想想,完成上面的事儿本身也算是个任务,于是就有了操作系统的需求。( 不知道当年的程序员听到这个需求是什么心情 )

现代操作系统可以做很多事情,不过差评君总结了一下,可以分为这样两个:

首先,最重要的,管理资源。

其次,把硬件的细节藏起来。

现代操作系统

在进一步讲操作系统是如何管理资源之前,差评君得先说一个事实。

这个事实你可能也知道。

打开任务管理器,你能看到几十个进程。

看起来它们在同时运行,任务管理器显示的也是同时运行。

然而事实上,你的 CPU 有几个核心,那这个机器就只能同时运行几个任务。

同时运行大量任务是幻觉,是操作系统通过合理调度分配资源,努力营造出来的一种错觉。

假设只有一个核心,但是有三个任务要进行,操作系统所做的,就是这个做一会儿,然后暂停切换成另一个,来回反复横跳。

灵魂画手差评君又回来了

这么搞有点儿半途而废的感觉?

其实它一方面满足了多任务同时运行,另一方面让 CPU 得以最大化发挥算力。

一颗 CPU 通了电以后,让它闲置等同于浪费。

。。。打个比方,你打开了浏览器,想搞点操作,于是系统就把 CPU 分配给了 浏览器。

你点开了地址栏准备输入一个 址,但一时半会没想起 址,就放那儿去问小伙伴了。

浏览器在等你操作,但你啥也没干,这时候 CPU 放在浏览器那儿就被闲置了。

操作系统这时候就会把 CPU 从这个任务这儿拿走,去做点儿别的,比如刷新一下微信后台看看有没有消息进来,杀毒软件扫个描,反正不能闲着。

操作系统就这么猴急,这一会儿都等不了么?

取个中端 CPU 英特尔 i5 8400 做比方吧,如下图基本频率是 2.8GHz。

赫兹是频率单位,G = 1000M = 1000 * 1000 K 。

也就是说,这块 CPU 的主频 2.8GHz 相当于每秒进行 28 亿次运算,这种算力闲置一秒都是犯罪。

别说你四处找小伙伴问 址了,哪怕你马上想起来直接输入,对电脑来说还是慢得一匹。

一台电脑有这么多任务等着让几颗 CPU 处理,可见 CPU 的时间是非常宝贵的,操作系统不会,也不能让 CPU 在一件事情上驻足太久。

CPU 就好比是一个工作速度超级快并且不会累的服务员,同时管一个餐厅上百张桌子,服务员把菜单递给客人以后,直接飞奔过去给另一个人上菜,客人想好了点什么他就飞速回来点单,整个过程可以快到让点菜的客人不用等。

能力越强,管理好这份能力就越显得重要。

但还有一种情况,就是有些任务的运算量很大,需要占用很久 CPU,同时也不会出现等待闲置的情况,让操作系统能名正言顺地把 CPU 拿走。

这时候,操作系统往往会设置一个时间上限,超过一定时间就会拿走一下,做点儿别的,再还回去。

例如那个超级服务员需要花时间擦桌子,他可以擦一会儿然后走开瞬间搞定点菜,再回去擦,这么做的好处是没有客人需要等他。

不过随着现代 CPU 发展得越来越强,这类需要操作系统主动拿走 CPU 的任务也渐渐变少了。

看看现在 i9 的性能。。。

操作系统的另一个工作:隐藏硬件细节,就是开发者们的福利~

假设你是个程序员,你要给自己的软件开发一个让文档打印的功能。

如果没有操作系统,你得写代码找到打印机列表,把文件字符转化成机器码,启动打印机。。。如果有多个文档可能还得写代码规定一下打印的顺序。

而现在操作系统提前规划好了调用打印机的流程,你只要在自己的程序里写个命令,比如 “ 调用打印机 ” , 然后就搞定了。

这是隐藏一些细节的好处,你要用电脑写个文档没必要懂得怎么编程,因为有程序员帮你写了个工具,比如 Word,你打开直接用,专注做好自己的工作就行了。

对于应用层软件开发者来说也一样,有了操作系统,他们写软件就不用研究 CPU,内存,硬盘等等,需要调用直接管操作系统要就行了。

除此之外,对于普通用户来说,在操作系统当中搞一些图形界面来便于使用,也无疑拉低了计算机使用门槛,扩大了计算机使用范围 –现在几乎所有领域都会用到计算机。

操作系统本身确实占用了一小部分资源,但是回头看看用这么一小部分资源管理了庞大的运算资源,利是大于弊的。

因此,操作系统绝对是计算机科学史上一个很重要的发明。

人类比别的动物厉害,就在于会制造和使用工具。

计算机可以说是人类现在最强大的工具之一,而操作系统,就是人类拿来驾驭计算机的伟大的工具。

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参考资料

维基百科关键词 “ 操作系统 ”

“ 别说了,万物基于 MIUI”

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