博客內容摘自Unix/Linux編程實踐教程

1. 簡單的程序模型

你可能寫過各種各樣的程序，有柯學計算方面的，金融方面的，圖像方面的，文字處理方面的等，大部分的程序都是基于以下模型

在這個模型中，程序就是可以再計算機上運行的一段代碼，程序把輸入數據做相應處理后輸出，例如用戶在鍵盤上輸入數據，然后在屏幕得到輸出，程序可能對磁盤進行操作，還可能會用到打印機
遵循上述模型。看以下代碼

/*copy from stdin to stdout*/ main() {int c;while ((c = getchar()) != EOF)putchar(c); }

這段代碼對應以下模型

在圖中鍵盤和顯示器與程序直接相連，在簡單的個人計算器中，實際情況是很類似的，鍵盤和顯示卡直接連到計算機的主板上，CPU和內存也是通過插槽直接連載主板上，它們通過主板上的印刷線路，連為一體，如果能打開機箱，所看到的大致如此。

2.系統模型

如果所使用的系統是一個多用戶系統，如經典的Linux模型，那會是一幅怎樣的情景呢

剛才的簡單模型已經不適用，此圖會更接近一些

在這個系統中有多個用戶同時運行多個程序，可能需要訪問多個設備。
雖然模型復雜了，但對程序而言，他還是從鍵盤得到數據，將結果顯示在顯示器上，也可以對磁盤進行讀寫，這些操作都沒有任何問題，它使用的還是簡單模型
接下來考慮一種更為復雜的情況，有許多鍵盤/顯示器，它們可以隨意地連接到不同的程序，隨意地操作他們，這種情況如下圖所示

實際上，在計算機內部，這種隨意的連接是不允許的，必須采用一種機制進行管理

3.操作系統的職責

計算機用操作系統來管理所有的資源，并將不同的設備和不同的程序連接起來，從鏈接的角度來講，操作系統的作用就行主板上的印刷線路一樣
有了操作系統后，上圖的混亂狀態就可以得到該百年，新的模型如圖五所示

圖五

操作系統也是程序，與普通程序一樣，也運行在內存中，同時他又是一個特殊的程序，他能把普通程序與其他程序或設備連接起來。

4.為程序提供服務
現在的問題（系統中的多個用戶和程序是如何連接起來的）和大致的解決辦法（通過一個管理程序已經很清楚了，接下來看具體的解決方法
首先要節視一些屬于，內存空間用來存放程序和數據，就想古雅典人騰出空間來放衣服一樣，所有的程序都必須在內存空間中才能運行，用來容納操作系統的內訓空間叫做系統系統空間，容納應用程序的內存空間叫做用戶空間
操作系統也被稱為內核，有了內核的概念后，再來看計算機系統的連接情況，如圖6所示

注意，在圖6中可以發現，程序要訪問設備（如鍵盤，磁盤和打印機）必須通過內核，所以只有內核才能直接管理設備
程序如果要從鍵盤得到數據，必須向內核發出請求，若在顯示器上顯示結果，也要通過內核，程序中所有對設備的操作都是通過內核進行的
圖6的線是內核提供的虛擬連接線，內核向程序提供服務一遍程序能夠訪問到設備
了解到這些內容后，再來看什么是系統編程，編寫普通程序時可以認為，程序是直接連到鍵盤，顯示器，磁盤等設備的，但在進行系統編程時，必須對系統的結構和工作方式有更深的了解，要知道內核提供那些服務（系統調用），如何使用他們，系統有哪些資源和設備，不同的資源和設備該如何操作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的什么是系统编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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