计算机与硬件基础

说到计算机的发展，不得不提到美国科学家冯·诺依曼。从20世纪初，物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以，那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和有力。早期的计算机以加电和掉电进行数据的运算，然而却无法用精确的电压值表示数据。20世纪30年代中期，美国科学家冯·诺依曼大胆的提出：抛弃十进制，采用二进制（用有无电压（电平）表示数据）作为数字计算机的数制基础。同时，他还说预先编制计算程序，然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。

经过硬、软件技术的迭代更新，后来的计算机体系结构如下：

简言之，硬件加软件就构成了计算机。软件就是计算机能识别并处理完成用户预期功能的程序代码，也可以叫做应用程序。操作系统作为重要的软件之一，它是用来做什么的呢？

应用程序的功能通常需要调用计算机的底层硬件才能实现，然而一般的应用程序是不太可能直接调用底层硬件的，原因是因为CPU的工作模式分为内核模式和用户模式，当调用底层硬件或者获取敏感资源时，需要让cpu工作在内核模式下，而一般的应用程序没有这种特权指令，因此就需要OS将调用接口抽象成易用的形式供程序调用。