自學(xué)編程方法論：怎么學(xué)操作系統(tǒng)-創(chuàng)新互聯(lián)

原創(chuàng)聲明

本文作者：黃小斜

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自學(xué)編程方法論：怎么學(xué)操作系統(tǒng)

簡(jiǎn)介

學(xué)習(xí)編程，操作系統(tǒng)是你必須要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，那么操作系統(tǒng)到底是什么呢？

這還用說(shuō)么，操作系統(tǒng)不就是Windows、Linux、Mac、IOS、Android、IOS這類(lèi)我們天天都在用的東西么？

此話(huà)不假，但是操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)里的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，肯定不能這么接地氣對(duì)不對(duì)，總的來(lái)點(diǎn)高大上的概念，震懾一下你們吧。

根據(jù)百度百科的介紹，操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)需要處理如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入設(shè)備與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)也提供一個(gè)讓用戶(hù)與系統(tǒng)交互的操作界面。

這個(gè)介紹足夠高大上了吧，那么到底啥是操作系統(tǒng)呢，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)就是管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的一種軟件，計(jì)算機(jī)里的硬盤(pán)、鼠標(biāo)鍵盤(pán)、顯示器等設(shè)備，都要由它來(lái)管理，你打開(kāi)游戲、打開(kāi)瀏覽器或者是看電影，也都要通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。

沒(méi)有了操作系統(tǒng)，電腦就失去了靈魂，只是一堆硬件而已。

為什么要學(xué)操作系統(tǒng)

了解了操作系統(tǒng)的基本概念之后，接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看看，為什么我們要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)呢？

首先，當(dāng)然是因?yàn)槊嬖囈祭病?/p>

其次，無(wú)論你學(xué)習(xí)什么編程語(yǔ)言，和都避免不了和操作系統(tǒng)打交道，比如你學(xué)習(xí)Java，用到多線(xiàn)程技術(shù)，實(shí)際上操作系統(tǒng)才是負(fù)責(zé)管理進(jìn)程和線(xiàn)程的，所以Java里的線(xiàn)程常常要和操作系統(tǒng)的線(xiàn)程或者進(jìn)程一一對(duì)應(yīng)。

此外，你會(huì)學(xué)習(xí)到內(nèi)存分配的知識(shí)，比如c++里可以直接分配一段內(nèi)存，此時(shí)實(shí)際上是調(diào)用操作系統(tǒng)提供的API進(jìn)行內(nèi)存分配。

操作系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)管理進(jìn)程和線(xiàn)程的調(diào)度、內(nèi)存的分配和管理，以及設(shè)備和IO的處理，還要負(fù)責(zé)管理文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。

最重要的是，操作系統(tǒng)要負(fù)責(zé)把代碼從硬盤(pán)加載到內(nèi)存，再告訴cpu去讀取內(nèi)存代碼，這是一切計(jì)算機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)。

如果不懂操作系統(tǒng)，你在未來(lái)學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言的高級(jí)特效，涉及到線(xiàn)程進(jìn)程調(diào)度，內(nèi)存分配，或者是學(xué)習(xí)Linux相關(guān)的知識(shí)時(shí)，都會(huì)一頭霧水，所以，只有學(xué)會(huì)了操作系統(tǒng)，我么才能夠更好地學(xué)習(xí)其他語(yǔ)言和技術(shù)。

如何學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)

第一次接觸

第一次接觸操作系統(tǒng)同樣是在我研究生的時(shí)候，當(dāng)時(shí)自學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)受到了驚嚇（被大部頭教科書(shū)勸退），于是學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)時(shí)也更加的小心翼翼，當(dāng)時(shí)我找了一本體量稍微小一點(diǎn)的《操作系統(tǒng)》教科書(shū)來(lái)學(xué)習(xí)。

用了大概一周左右的時(shí)間，我把這本書(shū)翻了一遍，隱隱約約還記得一些概念，進(jìn)程和線(xiàn)程，進(jìn)程調(diào)度算法、內(nèi)存管理的分頁(yè)和分段，頁(yè)面置換算法，但其實(shí)當(dāng)時(shí)壓根沒(méi)有理解這些東西，再過(guò)了一周之后也就忘得差不多了。

由于我當(dāng)時(shí)找的多是Java方面的實(shí)習(xí)，很多公司對(duì)于操作系統(tǒng)的考察并不多，偶爾就問(wèn)問(wèn)線(xiàn)程和進(jìn)程的區(qū)別，

于是對(duì)于操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)我當(dāng)時(shí)并沒(méi)有多大的重視，畢竟還有一堆Java的書(shū)要啃呢，先都啃到位再說(shuō)。

入門(mén)學(xué)習(xí)階段

就這樣，我一直保留著只看過(guò)一本教科書(shū)的操作系統(tǒng)水平，全情投入到復(fù)習(xí)Java的偉業(yè)中了，然而當(dāng)我學(xué)到Java并發(fā)編程和JVM的時(shí)候，總感覺(jué)有哪里不對(duì)勁：Java中的線(xiàn)程和操作系統(tǒng)的線(xiàn)程是什么關(guān)系，JVM的內(nèi)存管理和操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理又是什么關(guān)系。

我抱著這個(gè)疑問(wèn)學(xué)完了Java并發(fā)原理和JVM，當(dāng)然也是一知半解的那種。事后證明，在沒(méi)有操作系統(tǒng)基礎(chǔ)的情況下，越往上層學(xué)，摔得越慘，勿用浮沙筑高臺(tái)，說(shuō)的便是這個(gè)道理，底子打好了，才能往上爬，否則都是浮云。

我在百度實(shí)習(xí)的那段時(shí)間里，再次意識(shí)到了操作系統(tǒng)這門(mén)課程的重要性，于是我找來(lái)了某乎強(qiáng)烈推薦的《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》這本史詩(shī)級(jí)大部頭，這本書(shū)其實(shí)并不是一本純粹的操作系統(tǒng)書(shū)籍，而是結(jié)合了計(jì)算機(jī)組成原理和操作系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容，基本上把計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的那些原理都給講清楚了。

第一次看這本書(shū)的時(shí)候，我堅(jiān)持了不到三天就放棄了，于是第二次看這本書(shū)，我在公司花了快一個(gè)月的時(shí)間才總算看得差不多。

在以前，我連什么是x64什么x86都搞不清楚，看完這本書(shū)之后，我好歹對(duì)CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)的工作方式，以及處理器的工作方式等內(nèi)容有了一些理解，不得不說(shuō)，這個(gè)時(shí)候我才算是對(duì)操作系統(tǒng)入了門(mén)。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)階段

光看書(shū)還不足以應(yīng)對(duì)大廠(chǎng)的面試，大公司對(duì)操作系統(tǒng)的考察是很?chē)?yán)格的，比如百度、騰訊和頭條，對(duì)于操作系統(tǒng)的要求還是比較高的。

除了進(jìn)程和線(xiàn)程區(qū)別這種最簡(jiǎn)單的面試題之外，還會(huì)有一些比較復(fù)雜的問(wèn)題，比如”進(jìn)程調(diào)度算法有哪些，講一下FIFO和LRU算法“、”內(nèi)存中的分頁(yè)和分段有什么區(qū)別，分頁(yè)里的頁(yè)面置換算法有哪些，LRU是怎么實(shí)現(xiàn)的“、”產(chǎn)生死鎖的必要條件，解決死鎖的辦法“、”線(xiàn)程間通信和進(jìn)程間通信的方法都有哪些，具體怎么使用“

此類(lèi)問(wèn)題，也算是比較常見(jiàn)的操作系統(tǒng)面試題，但是要回答清楚的話(huà)還是需要一定功力的。

當(dāng)時(shí)我應(yīng)對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，基本上就是通過(guò)刷面經(jīng)和背答案，對(duì)于很多原理性的東西理解得并不深刻，但是也沒(méi)有找到什么解決辦法。

沖刺階段

既然自己學(xué)了半天效果都不佳，那不如直接向大佬學(xué)習(xí)吧，于是我輾轉(zhuǎn)各大博客，技術(shù)社區(qū)，技術(shù)公眾號(hào)，看了很多關(guān)于操作系統(tǒng)的文章，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有很多講的不錯(cuò)的內(nèi)容，看起來(lái)比自己死記硬背要靠譜的多了。

最早看的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容是《碼農(nóng)翻身》作者劉欣老師的文章，真的是相見(jiàn)恨晚，他有十幾篇文章是專(zhuān)門(mén)講解操作系統(tǒng)的，從CPU開(kāi)始，講到內(nèi)存、硬盤(pán)、線(xiàn)程、進(jìn)程，每篇文章都是用故事化的文字介紹這些計(jì)算機(jī)里最硬核的觀(guān)念，可以說(shuō)是四兩撥千斤了。

看完這個(gè)系列的操作系統(tǒng)文章之后，我對(duì)于操作系統(tǒng)中的一些疑惑基本上也都消除了，再回去看一看那些面試題，覺(jué)得也沒(méi)那么復(fù)雜了。

當(dāng)然了，對(duì)于面試題我們還是要認(rèn)真準(zhǔn)備的，該翻的面經(jīng)要翻，該搞懂的面試題一個(gè)也不能放過(guò)，有了之前的基礎(chǔ)之后，再去搞懂這些面試題就簡(jiǎn)單很多了，至此，我對(duì)于操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)也算是告一段落。