一、操作系統(tǒng)Operation System

第一臺計算機并沒有操作系統(tǒng)，計算機工作采用手工操作方式，使用效率極其低下。

隨著計算機的性能越來越快，手工操作的慢速度和計算機的高速度之間形成了尖銳矛盾，人們迫切需要一套完整的控制程序來管理系統(tǒng)資源，從而提高系統(tǒng)資源的利用率。

于是各式各樣的操作系統(tǒng)出現(xiàn)了，人們又制定了新的目標，直到Unix的出現(xiàn)，操作系統(tǒng)的基本概念、功能、基本結構和組成才慢慢形成并漸趨完善，同時，為了便于Unix的移植，Unix之父（Ken Thompson與Dennis Ritchie）又創(chuàng)造了C語言，并使用C語言重寫了內核，并將內核源代碼以“僅用于教育目的”的協(xié)議，提供給各所大學作為教學之用，成為當時操作系統(tǒng)課程中的范例教材，之后，各大學公司開始通過Unix源碼對Unix進行了各種各樣的改進和擴展，又出現(xiàn)了眾多類Unix操作系統(tǒng)。

時至今日，操作系統(tǒng)仍然在不斷更新研發(fā)，只為提供更卓越的操作體驗。

對于操作系統(tǒng)的功能，主要有以下幾點：

1.進程管理（Processing Management）

2.內存管理（Memory Management）

3.硬件交互（Hardware Interaction，或“驅動程序”，Device Driver）

4.文件系統(tǒng)（File System）

5.網(wǎng)絡通信（Networking）

6.用戶界面（User Interface）

7.安全機制（Security）

操作系統(tǒng)作為應用程序與硬件之間的橋梁，在很大程度成為影響計算機系統(tǒng)整體性能的瓶頸。

就如谷歌公司的Android與蘋果公司的iOS，對于硬件的利用效率，完全處于不同層次

二、內存管理單元MMU

內存管理單元（Memory Management Unit）簡稱MMU，它是一塊硬件單元，類似于存儲控制器，它負責虛擬地址到物理地址的映射，并提供硬件機制的內存訪問授權。

MMU可以使每個用戶進程都擁有獨立的地址空間，同時，內存訪問權限的檢查可以保護每個進程所用的內存不會被其他進程破壞。

早期的計算機由于性能低下，所用的程序是非常小的，可以全部裝入內存中，隨著技術的發(fā)展，物理內存無法滿足應用程序的要求，所以引入了虛擬存儲器。

虛擬存儲器從邏輯上對內存容量進行擴充，用戶看到的大容量只是一種感覺，是虛擬的，在32位的CPU系統(tǒng)中，這個虛擬內存地址的范圍為0~0xFFFFFFFF（4GB），我們把這個地址范圍稱為虛擬地址空間。與虛擬地址空間、虛擬地址相對應的是物理地址空間、物理地址，它們對應實際的內存。

我們在內存中劃出一小塊空間，用來存儲虛擬內存與物理內存之間的映射關系。

如段（Section，1MB）映射，我們使用Excel中的術語來說的話，對于32位CPU，擁有4G的虛擬地址空間，所以只需要4096個單元格，每個單元格占用4Byte，用來描述物理內存的一段（1MB），只需在內存劃分出16KB即可

除此至外，還有頁（Page）映射方式，頁的大小有3種，大頁（64KB）、小頁（4KB）、極小頁（1KB）。

同時，上面所說的單元格，其實在MMU中稱作“描述符”，在描述符中，不但保存了段、大頁、小頁、極小頁的其實物理地址，還保存了對應的內存訪問權限。

在配置好MMU之后，MMU將開始相應CPU的請求，根據(jù)描述符中的內容，做出相應的操作。

同時，為了提供性能和程序的運行速度，還引入了TLB和Cache。

<完結>