操作系统的重要性及系统调用和编程语言的移植性

清疚 2024-04-03 09:18 60阅读 0赞

**目录**

一、操作系统的重要性

二、系统调用和编程语言的移植性

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## 一、操作系统的重要性 ##

对于程序员来说，程序员创造的不是硬件，而是各种应用程序，但是如果程序员只做应用不懂硬件层面的知识的话，是无法成为硬核程序员的

在操作系统诞生之后，程序员不需要在硬件层面考虑问题，所以程序员的数量就增加了。哪怕自称 **对硬件一窍不通**的人也可能制作出一个有模有样的程序。不过，要想成为一个全面的程序员，有一点需要清楚的就是，掌握硬件的基本知识，并借助操作系统进行抽象化，可以大大提高编程效率

下面就看一下操作系统是如何给开发人员带来便利的，在Windows 操作系统下，用C语言制作一个具有表示当前时间功能的应用。**time()**是用来取得当前日期和时间的函数，**printf()**是把结果打印到显示器上的函数，如下：

#include <stdio.h>
    #include <time.h>
    
    void main(){
        // 保存当前日期和时间信息
        time_t tm;
    
        // 取得当前的日期和时间
        time(&tm);
    
        // 在显示器上显示日期和时间
        printf("%s\n",ctime(&tm));
    }

> ● 通过time\_ttm，为time\_t类型的变量申请分配内存空间
> 
> ● 通过time(&tm)，将当前的日期和时间数据保存到变量的内存空间中
> 
> ● 通过printf("%s\\n",ctime(&tm))，把变量内存空间的内容输出到显示器上

应用的可执行文件指的是，计算机的CPU可以直接解释并运行的本地代码，不过这些代码是无法直接控制硬件的，事实上，这些代码是通过操作系统来间接控制硬件的。变量中涉及到的内存分配情况，以及time0和printf0这些函数的运行结果，都不是面向硬件而是面向 **操作系统** 的。操作系统收到应用发出的指令后，首先会对该指令进行解释，然后会对 **时钟IC** 和显示器用的1/0进行控制

> 计算机中都安装有保存日期和时间的实时时钟（Real-time clock),上面提到的时钟IC就是值该实时时钟。

应用程序通过OS调度硬件：

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## 二、系统调用和编程语言的移植性 ##

操作系统控制硬件的功能，都是通过一些小的函数集合体的形式来提供的。这些函数以及调用函数的行为称为 **系统调用**，也就是通过应用进而调用操作系统的意思。在前面的程序中用到了 **time()**以及**printf()**函数，这些函数内部也封装了系统调用

C 语言等高级编程语言并不依存于特定的操作系统，这是因为人们希望不管是 **Windows** 操作系统还是**Linux**操作系统都能够使用相同的源代码。因此，高级编程语言的机制就是，使用独自的函数名，然后在编译的时候将其转换为系统调用的方式（也有可能是多个系统调用的组合）。也就是说，**高级语言编写的应用在编译后，就转换成了利用系统调用的本地代码**

高级语言的函数调用在编译后变成了系统调用：

![a4c8a2cb8d3346fbb92d2a520fece16b.png][]

在高级语言中也存在直接调用系统调用的编程语言。不过，利用这种方式做成应用，移植性并不友好

> 移植性：移植性指的是同样的程序在不同操作系统下运行时花费的时间，时间越少证明移植性越好

[6a16ab41241c4e85950e4d8a97ba27eb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/72dc1cd8272643c99d9a82a1de1c4bfa.png
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