操作系统有关的名词解释

操作系统：

操作系统本身本质就一款软件，这款软件能够帮助用户与计算机硬件进行交互；

图1

操作系统是软件，软件运行在内存中。运行在内存中的操作系统由两部分组成：用户空间，内核空间；

内核空间：

内核空间是操作系统内核访问的区域，独立于普通的应用程序，是受保护的内存空间。由于操作系统的重要性，它会独占内存中的一块区域，即内核是操作系统常驻内存的区域。

用户空间：

用户空间是普通应用程序可访问的内存区域。当启动一个程序进程时，就会在内存中为该进程分配一块区域，即用户空间；

内核态和用户态是CPU的两种运行状态。它与操作系统的用户空间，内核空间不是同一个概念；

用户态：

CPU执行用户空间程序的状态；

内核态：

CPU执行内核空间程序的状态。用户是无法直接操作硬件，需要通过系统调用，系统调用时CPU会执行内核代码，那么此时进程处于内核态。

用户态切换成内核态的完整的描述：通过系统系统调用，将正在执行用户空间的CPU时间片(用户态)切换为执行内核空间的CPU时间片(内核态)；

IO流即输入流与输出流。

• from 外界 to 程序为输入流；
• from 程序 to 外界为输出流；

IO类型：

1. 网络IO：网卡 → 内核 → 用户空间；
2. 磁盘IO：磁盘 → 内核 → 用户空间；
3. 缓存IO(标准IO) : 提供了内核缓冲区的IO，大多数文件系统的默认I/O操作都是缓存I/O；
   1. Linux的缓存IO机制 : 先从磁盘拷贝数据到内核缓冲区中，然后从内核缓冲区拷贝数据到进程空间中。就是说缓存IO中内核缓冲区会被用来存储数据，用户程序缓冲区也可存储数据或不存储数据；
4. 系统IO(直接IO，文件IO) : 直接IO就是程序直接访问磁盘中数据，而不经过内核缓冲区，这样做的目的是减少一次从内核缓冲区到用户程序缓存的数据复制。直接IO中内核缓冲区不会存储数据，用户程序缓冲区可存储数据或也可不存储数据。

我所接触到的网络IO和磁盘IO都是标准IO，并且一般来说网络IO延时要大于磁盘IO的延时；

IO 模型：（以 Linux 为例）

• 阻塞IO模型
• 非阻塞IO模型
• IO复用模型
• 信号驱动IO模型
• 异步IO模型

IO 函数：

• select
• poll
• epoll