层层封装，就可以做到更多

现在IDE和类库越来越完善，基础功能在层层封装以后，很多程序员对计算机硬件一无所知。如果只是做业务开发，或者仅限于简单的业务开发，自然问题不大。但，一旦想做些深入定制，就会发现无从下手了。

计算机硬件发展到今天，虽然还在不断升级扩展，但基本的组成在很多年来都没有发生过什么根本的变化。很多现有的书也已经讲得十分详尽明白。而和编程强相关的部分其实也并不是太多。花点时间了解一下，既不会浪费太多时间精力，也十分时有所值。

除了硬件基础知识以外，程序设计语言的基础知识也十分有趣，虽然你在有生之年都未必会自己设计一个新的程度语言。词法、语法、语义等各个程序语言的设计阶段，稍微了解一下，会发现虽然很难，却相当有趣。

操作系统对硬件的封装，使开发人员远离的蛮荒，以一套相对稳定的接口为基础进行开发，降低了对开发人员能力的要求，也节省了新人培训的时间。操作系统一方面封装对硬件的操作，另一方面则是管理运行在它上面的应用程度序。

每个应用程序就是一个进程。进程本身要被合理控制，进程之间有时候也需要传递数据。为了提高CPU的工作效率，有些时候我们需要自管理的管程。在进程的挂起、就绪、运行、阻塞的过程中，如果对资源发生不合理的竞争调用，就有可能引起死锁。解决死锁办法也有很多，强行挂起、根据运行时间设立挂起系数等等。进度的调度，如果频繁挂起和重启，对资源的分配和撤销就会大大降低CPU的效率。为此，大家又在进程里设立线程，同进程的不同线程共享相同的环境资源。

不管是数据还是程序，都不可能全部直接放在CPU里面进行全量计算，结果也需要有地方可以暂存。存储的管理就非常重要。在存储里，容量小速度快的内存是主存；容量大速度慢的辅存是磁盘、SD卡等。对存储进行分页管理，可以快速切换；进行分段管理可以使程序数据和硬件上的数据一一对应，高效处理。把两者结合起来就是段页式存储管理。当主存（内存）不够用的时候，把辅存（磁盘）模拟成主存使用，就是虚拟存储的管理。

操作系统需要管理各种各样的外部设备，来作为功能的扩展。专门负责管理外设的部分，是I/O软件（in/out，输入/输出）。在处理输入和输出的过程中，为了减少CPU等待设备就绪的时间，会有相关的缓冲技术。对磁盘的调度上，主要是调度算法的优化，减少磁头的寻址时间。

数据如果直接存储在硬件上，是比较难以理解和控制的。为了提高效率和降低对能力的要求，就有必要对数据的处理进行封装。文件系统，就是封装方式中最常见的一种。每个文件，除了数据本身以外，还有用于描述数据的信息。其中包括作为文件系统的一部分信息：目录项。文件系统通过目录项等信息来组织管理封装了数据的文件。

程序除了面对数据、设备以外，还要处理用户的操作。用户的操作将会引发一系列的计算处理。作业管理主要是负责对用户行为进行提交、后备、执行、完成等计算处理。用户界面是直接与用户进行交互的程序。更好的用户界面，可以大大降低用户操作的难度，提升工作效率。

除了一般的PC上的操作系统以外，还有基于网络的网络操作系统，基于嵌入式设备的嵌入式操作系统。

UNIX操作系统，可以称是计算机技术的一次革命。UNIX把所有东西视为一个个文件，包括设备。因此，可以统一由文件系统来进行管理。SHELL程序，既是脚本，又提供了编程环境，可以调度操作系统里的其它程序，也可以在自有的环境里进行编程。功能强大，可以做非常多的事情来提高效率。