如何做程序员操作系统

① 要做程序员需要学会什么

其实简单来说，程序员的工作就是使用编程语言，根据需求写出一个程序。
但是，在这个过程中，涉及如下几个方面：

使用的编程语言 程序员需要选择一门或者多门语言来编程，不同的语言适合编写不同的程序，目前主流编程语言包括，Java、JavaScript、Python、C++、php以及其他小语种等等，每种编程语言适合开发的程序有所不同。目前从程序应用分来，主要可以分为三类a 企业应用，主要用于解决企业业务。各种企业管理后台系统，银行系统，公安系统，图书管理系统等等。
b 互联网应用，面向互联网用户，为互联网用户提供各类服务。比如现在的京东淘宝各类电商系统等。
c 移动应用，各类在移动端使用的APP，有面向互联网用户的APP，也有面向企业内部的APP。
目前相对而言，在移动应用和互联网应用方面，资本投入比较热的风口，程序员的薪资较高。企业应用，发展了很多年，相对平稳。

2. 明白需求，实现需求
需求就是编写程序的要求。一个程序要编写成什么样子，具备哪些功能，都是由需求来具体说明。程序员要需要能看懂需求文档，并且能准确地使用编程语言，根据需求中的要求来编写成程序。企业开发的项目，往往会由该程序的架构师提供一个程序框架，程序员在该框架的规范下进行编程，实现需求的功能，以确保程序的规范、可读，以及可维护性。

3. 日常工作写程序
一个软件开发一般流程是产品经理根据用户需求做一个项目出来，然后UI设计师做一些图片设计，前端开发编写页面，后台开发编写核心编程，然后介入一些大数据和人工智能，通过测试之类上线实施，后期还有运维进行相关维护。
程序员一般大多指的是前端和后台写代码程序的开发人员，除了编写代码，可能还需要通过接口和其它系统对接，实现系统间的数据交换。像单体测试，是程序员对自己写好的程序单元进行测试，检测这个程序单元数据输入和数据输出是否符合预期等等。测试出来的问题，需要修改正确，然后再测试，直至没有问题。和同事共同开发的时候也需要联合测试，以及用户测试过后如果存在BUG继续进行修改。

② 请问如何做精通Windows系统的程序员呢

程序员之路比较漫长，要学的东西很多。而且你看到的那些软件并非一人就能够开发成功的，需要一个team的努力。

选择做程序员，除非你天赋很高，否则不要当作一个爱好，要当作一个事业，一个人生规划的方向，只因为你要付出很多去掌握。

你可以先试着学习C或JAVA或别的一门计算机语言，
学习中，很多你现在的问题，你都会有新的理解。
出色的程序员离不开数据结构与算法，你也可以同时去看去学。

③ 操作系统是如何编写的用什么语言编写的

操作系统使用C语言和汇编编写的，Windows,UNIX,linux都是这样的。绝大部分是C，极少情况使用汇编。
操作系统的编写需要与硬件厂商紧密配合，两者相辅相成。操作系统的实现要对硬件作出假设，硬件的设计要对操作系统的使用做出假设。所以开发操作系统很大的难度就是要和众多硬件设备供应商保持紧密的合作。
编写操作系统，和开发应用程序很大的不同是，他没有平台的库函数使用，很多时候是直接面向硬件，而且不是像应用程序是靠事件来驱动，而是靠中端机制来促使操作系统运行

④ 怎样做一名高效率程序员

1、理解编程语言的原理

三流的人才懂应用，二流的人才懂开发，一流的人才懂原理。各种语言之间存在着相似的地方，掌握语言的原理是必不可少的。最重要的，让语言去适应项目，反之亦然。

2、向优秀程序员学习

你有一个苹果，我也有一个苹果，我们交换苹果，你我还是有一个苹果;你有一种思想，我也有一种思想，我们交换思想，你我就有了两种思想。

与优秀的程序员为伍，你将吸收的最实用的经验，这远比你一个人自学、死磕编程来的快一些。有一句话说到好，与臭棋佬下棋，棋会越下越臭。不可否认这样一个事实：和什么样的人在一起，就有什么样的格局，就会有什么样的人生。

3、了解数据结构和算法

如果你要成为一个高效的开发者，就必须学会快速排序、学会辨认O(n2)程序、学会编写递归函数。

学会多种语言，你便会更清楚不同的框架是相同问题的是如何解决的。尽可能去了解底层命令(plumbing)，以便能够作出明智的决定(Web框架是怎么存储session状态的?Cookie到底是什么?)。

4、精通一个编辑器

高效开发者通常是用IDE编辑器吗?其实不是的，他们更常用的文本编辑器，因为这样更会学到东西。

如果使用编辑器选择通用的Emacs或Vim，自然是最好的。其次，挑选你的首选平台最支持的。使用宏，不断地写代码;使用Visual Studio或SublimeText的自动补齐功能。

5、整洁的代码胜过巧妙的代码

如果想让别人可以轻松读懂你编写的代码，请尽量使用最少的代码来完成任务。在编写代码过程中，遵循DRY(Don’t repeat yourself)的原则，使用明确定义的对象和库，将任务分解成小而简单的代码段。

6、掌握代码调试技巧

现如今市场和需求变化相当快，项目的周期有时就会缩短。一个月的工作计划，会缩短到2个星期。项目的压力难免会导致程序员的代码质量会有所下降!

因此，调试技巧在这样的环境下就显得尤为重要。高级程序员会在函数的开始和结束输出Log，把所有的参数和返回值打印到日志系统，便于追踪。在解决问题的过程中，使用开发工具一行一行进行调试，实时观看参数的变化。

7、重新回顾代码

重新去回顾和审视自己写过的代码，通常会有两种体验，一种是我怎么写了这么烂的代码;另外一种则是对自己写过的代码充满了成就感。回顾代码有时可以触发我们新的想法，甚至还能对编码有一个更深层次的思考。

⑤ 学习计算机操作系统需要什么基础

近几年，计算机行业可谓是骚动不断。互联网+的出现，不仅推动互联网本身的发展，更多的是为许多传统行业提供了变革新思路。与此同时，作为技术支撑的计算机行业也随着火热起来。眼下我们的生活已经离不开计算机，学习计算机技术的人越来越多，有些人觉得代码很难学，又担心自己的数学、英语都不好，学起计算机来肯定很困难，那学习计算机操作需要什么基础呢。

3、英语基础

计算机英语不同于传统的英语知识。你需要了解的大部分是计算机专业词汇，它们通常都很简单。然而，在高级编程中，会有一些难懂的单词，如果想参与计算机语言设计并对职业发展有更多追求的学生可以自学大学英语。

毕竟，在学习it技术和职业发展的过程中，专业文档的阅读能力也是非常重要的。我们不能依赖在线翻译，而且很多学习材料都是英文的。当中文翻译出来的时候，时间是非常不确定的。因此，强迫自己阅读原文和学习英语可以加快学习速度。

其实学习计算机没有想象中的那么困难，虽然英语、数学成绩好的同学是有优势，但是学习计算机真正重要的是学习能力和投入的时间。

⑥ 程序员平常用什么系统做开发

程序员平常做开发用的系统有：Windows，MacOS，BSD，Solaris以及各大版本的GNU/Linux。

windows, macOS,linux是当今主流三大操作系统，普通用户一般是选择windows或macOS, linux主要是占据服务器领域市场。

普通用户对于操作系统的选择很简单，经济实用选windows，钱多讲究格调选macOS, 毕竟普通用户切换操作系统的成本并不大。而程序员就不一样了，换一个操作系统，就意味着所有开发环境都要一并更换。而且在程序员群体中，操作系统有以下的鄙视链：macOS-->linux-->windows。

其实操作系统的比较并不是简单粗暴的单一维度比较，用windows并不意味着low，用linux也不等同于你就是一个极客。关键在于你是如何使用。就好比编程语言的选择，php是最招人黑的语言(没有之一), 但黑php的人中有不少人写的代码同样不堪入目。

不过作为一个程序员，你很有必要学会linux，如果你的程序最终是跑在线上的Linux服务器上，那么你就更应该从现在开始投入linux的怀抱中，早日从windows脱坑。至于macOS，在命令行上与linux绝大部分相同，都是类unix的操作系统。

如何学linux？

工作中，看到不少工作好几年的程序员，在操作linux时特别生疏，只会最基本的几个命令：cdls mkdir 等。vim编辑器的操作更是让人看了很着急，被誉为编辑器之神的vim在他们手中，完全没有半点灵气，感觉就像是编辑器之屎。

之所以会出现这种现象，很大原因在于他们的学习方式错了，不少人都知道linux很重要，不掌握linux，基本上就只能停留在最基本的增删改查功能上。他们学linux的方式可能是看书，也可能是看视频，甚至有些还会去背命令，但由于他们的操作环境是windows，linux的应用场景很少。根本没办法将所学的知识运用，更加感受不到linux的魅力。

学linux最好地方式，就是直接去用！直接将自己的开发环境都改成linux，一开始很蹩脚，很不适应，这很正常。如果你一直感到很舒服，只能说明你一直没有进步。想想我们学了那么多年英语，绝大多数人还是无法掌握英语，看到英语文档就直接自动屏蔽。其原因都是：一直在学，但从来没在用。只学而不用，没有半点用。

⑦ 如何成为一个程序员

想要从零开始成为程序员，先不要着急的去学习，而是先要去了解程序员。

1.随便在招聘网站搜索就会发现程序员会分有很多类型，那你就需要确定自己将来想要发展的方向，自己的职业规划是什么？

2.通过搜索可以看到，刚刚起步的程序员工资并不是很高而且学习阶段也会比较忙，那这个时候你是不是靠考虑一下如何兼顾生活和工作？工资如何支配合理等问题（没有经验限制的工作相对较低）

PHP程序员岗位要求

关于学习建议你这样试试看：

学习的方式基本可分为两个类型，一个是碎片化的学习，一个是系统进修。

1. 你可以从网络上各机构大量的视频或者书籍得到相关的学习资料。从大量的资料中，发现真正的干货，从而不断学习，这属于碎片化的自习。由于自学周期比较长，还有不少小伙伴选择是一边工作赚取生活费，一边再利用闲暇时间学习，当然如果你的精力充沛，这也是一个好办法。

2. 如果要报培训班， 一定要找正规的培训机构学习，不然容易被坑。培训机构里面的课程都是现在工作中需要用到的，时间短，基本上是可以让你快速上手工作的。但是要把所有的知识点都消化就没那么快了，所以需要自己私下更加的努力，巩固学习。

注意事项：

1. 自学要注意的是：自学入门时会很枯燥，不要两天打鱼三天晒网！！！切记

2. 在培训机构里学习要注意的是：勤加练习、主动自学、有问题提，不懂的尽管问老师（把交的钱发挥到极致），不然之后再有问题就没有这么好的机会能够直接得到老师的指点了。

最后，祝愿想要成为程序员的小伙伴都能心想事成哦(*^▽^*)~

⑧ 程序员必备知识（操作系统5-文件系统）

本篇与之前的第三篇的内存管理知识点有相似的地方

对于运行的进程来说，内存就像一个纸箱子, 仅仅是一个暂存数据的地方， 而且空间有限。如果我们想要进程结束之后，数据依然能够保存下来，就不能只保存在内存里，而是应该保存在 外部存储 中。就像图书馆这种地方，不仅空间大,而且能够永久保存。

我们最常用的外部存储就是 硬盘 ，数据是以文件的形式保存在硬盘上的。为了管理这些文件，我们在规划文件系统的时候，需要考虑到以下几点。

第一点,文件系统要有严格的组织形式，使得文件能够 以块为单位进行存储 。这就像图书馆里，我们会给设置一排排书架，然后再把书架分成一个个小格子，有的项目存放的资料非常多，一个格子放不下，就需要多个格子来进行存放。我们把这个区域称为存放原始资料的 仓库区 。

第二点,文件系统中也要有 索引区 ，用来方便查找一个文件分成的多个块都存放在了什么位置。这就好比，图书馆的书太多了,为了方便查找,我们需要专门设置一排书架,这里面会写清楚整个档案库有哪些资料,资料在哪个架子的哪个格子上。这样找资料的时候就不用跑遍整个档案库,在这个书架上找到后，直奔目标书架就可以了。

第三点,如果文件系统中有的文件是热点文件,近期经常被读取和写入，文件系统应该有 缓存层 。这就相当于图书馆里面的热门图书区,这里面的书都是畅销书或者是常常被借还的图书。因为借还的次数比较多,那就没必要每次有人还了之后，还放回遥远的货架，我们可以专门开辟一个区域, 放置这些借还频次高的图书。这样借还的效率就会提高。

第四点,文件应该用 文件夹 的形式组织起来，方便管理和查询。这就像在图书馆里面，你可以给这些资料分门别类,比如分成计算机类.文学类.历史类等等。这样你也容易管理，项目组借阅的时候只要在某个类别中去找就可以了。

在文件系统中，每个文件都有一个名字,这样我们访问一个文件，希望通过它的名字就可以找到。文件名就是一个普通的文本。 当然文件名会经常冲突,不同用户取相同的名字的情况还是会经常出现的。

要想把很多的文件有序地组织起来,我们就需要把它们成为 目录 或者文件夹。这样,一个文件夹里可以包含文件夹,也可以包含文件,这样就形成了一种 树形结构 。而我们可以将不同的用户放在不同的用户目录下，就可以一定程度上避免了命名的冲突问题。

第五点，Linux 内核要在自己的内存里面维护一套数据结构，来保存哪些文件被哪些进程打开和使用 。这就好比，图书馆里会有个图书管理系统，记录哪些书被借阅了，被谁借阅了，借阅了多久,什么时候归还。

文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统，说简单点,就是负责把用户的文件存到磁盘硬件中,因为即使计算机断电了，磁盘里的数据并不会丢失,所以可以持久化的保存文件。

文件系统的基本数据单位是 文件 ，它的目的是对磁盘上的文件进行组织管理，那组织的方式不同,就会形成不同的文件系统。

Linux最经典的一句话是:“一切皆文件”,不仅普通的文件和目录，就连块设备、管道、socket 等，也都是统一交给文件系统管理的。

Linux文件系统会为每个文件分配两个数据结构: 索引节点(index node) 和 目录项(directory entry) ，它们主要用来记录文件的元信息和目录层次结构。

●索引节点，也就是inode, 用来记录文件的元信息，比如inode编号、文件大小访问权限、创建时间、修改时间、 数据在磁盘的位置 等等。 索引节点是文件的唯一标识 ,它们之间一一对应, 也同样都会被 存储在硬盘 中,所以索引节点同样占用磁盘空间。

●目录项，也就是dentry, 用来记录文件的名字、索引节点指针以及与其他目录项的层级关联关系。多个目录项关联起来，就会形成 目录结构 ，但它与索引节点不同的是,目录项是由内核维护的一个数据结构,不存放于磁盘，而是 缓存在内存 。

由于索引节点唯一标识一个文件，而目录项记录着文件的名，所以目录项和索引节点的关系是多对一,也就是说，一个文件可以有多个别字。比如，硬链接的实现就是多个目录项中的索引节点指向同一个文件。

注意，目录也是文件，也是用索引节点唯一标识，和普通文件不同的是，普通文件在磁盘里面保存的是文件数据，而目录文件在磁盘里面保存子目录或文件。

（PS：目录项和目录不是一个东西！你也不是一个东西（^_=）， 虽然名字很相近，但目录是个文件。持久化存储在磁盘,而目录项是内核一个数据结构,缓存在内存。

如果查询目录频繁从磁盘读，效率会很低，所以内核会把已经读过的目录用目录项这个数据结构缓存在内存，下次再次读到相同的目录时，只需从内存读就可以,大大提高了 文件系统的效率。

目录项这个数据结构不只是表示目录，也是可以表示文件的。）

磁盘读写的最小单位是 扇区 ，扇区的大小只有512B大小，很明显，如果每次读写都以这么小为单位，那这读写的效率会非常低。

所以，文件系统把多个扇区组成了一个 逻辑块 ，每次读写的最小单位就是逻辑块(数据块) , Linux中的逻辑块大小为4KB,也就是一次性读写 8个扇区,这将大大提高了磁盘的读写的效率。

以上就是索引节点、目录项以及文件数据的关系，下面这个图就很好的展示了它们之间的关系:

索引节点是存储在硬盘上的数据，那么为了加速文件的访问，通常会把索引节点加载到内存中。

另外，磁盘进行格式化的时候，会被分成三个存储区域，分别是超级块、索引节点区和数据块区。

●超级块,用来存储文件系统的详细信息，比如块个数、块大小、空闲块等等。

●索引节点区,用来存储索引节点;

●数据块区，用来存储文件或目录数据;

我们不可能把超级块和索引节点区全部加载到内存,这样内存肯定撑不住，所以只有当需要使用的时候，才将其加载进内存，它们加载进内存的时机是不同的.

●超级块:当文件系统挂载时进入内存;

●索引节点区:当文件被访问时进入内存;

文件系统的种类众多，而操作系统希望 对用户提供一个统一的接口 ，于是在用户层与文件系统层引入了中间层，这个中间层就称为 虚拟文件系统(Virtual File System, VFS) 。

VFS定义了一组所有文件系统都支持的数据结构和标准接口,这样程序员不需要了解文件系统的工作原理，只需要了解VFS提供的统一接口即可。

在Linux文件系统中，用户空间、系统调用、虚拟机文件系统、缓存、文件系统以及存储之间的关系如下图:

Linux支持的文件系统也不少，根据存储位置的不同，可以把文件系统分为三类:

●磁盘的文件系统，它是直接把数据存储在磁盘中,比如Ext 2/3/4. XFS 等都是这类文件系统。

●内存的文件系统，这类文件系统的数据不是存储在硬盘的,而是占用内存空间，我们经常用到的/proc 和/sys文件系统都属于这一类,读写这类文件,实际上是读写内核中相关的数据。

●网络的文件系统,用来访问其他计算机主机数据的文件系统，比如NFS. SMB等等。

文件系统首先要先挂载到某个目录才可以正常使用，比如Linux系统在启动时,会把文件系统挂载到根目录。

在操作系统的辅助之下，磁盘中的数据在计算机中都会呈现为易读的形式，并且我们不需要关心数据到底是如何存放在磁盘中,存放在磁盘的哪个地方等等问题，这些全部都是由操作系统完成的。

那么，文件数据在磁盘中究竟是怎么样的呢?我们来一探究竟!

磁盘中的存储单元会被划分为一个个的“ 块 ”，也被称为 扇区 ,扇区的大小一般都为512byte.这说明即使一块数据不足512byte,那么它也要占用512byte的磁盘空间。

而几乎所有的文件系统都会把文件分割成固定大小的块来存储，通常一个块的大小为4K。如果磁盘中的扇区为512byte,而文件系统的块大小为4K,那么文件系统的存储单元就为8个扇区。这也是前面提到的一个问题，文件大小和占用空间之间有什么区别?文件大小是文件实际的大小，而占用空间则是因为即使它的实际大小没有达到那么大,但是这部分空间实际也被占用，其他文件数据无法使用这部分的空间。所以我们 写入1byte的数据到文本中,但是它占用的空间也会是4K。

这里要注意在Windows下的NTFS文件系统中，如果一开始文件数据小于 1K,那么则不会分配磁盘块来存储，而是存在一个文件表中。但是一旦文件数据大于1K,那么不管以后文件的大小，都会分配以4K为单位的磁盘空间来存储。

与内存管理一样,为了方便对磁盘的管理,文件的逻辑地址也被分为一个个的文件块。于是文件的逻辑地址就是(逻辑块号，块内地址)。用户通过逻辑地址来操作文件,操作系统负责完成逻辑地址与物理地址的映射。

不同的文件系统为文件分配磁盘空间会有不同的方式，这些方式各自都有优缺点。

连续分配要求每个文件在磁盘上有一组连续的块，该分配方式较为简单。

通过上图可以看到，文件的逻辑块号的顺序是与物理块号相同的,这样就可以实现随机存取了，只要知道了第一个逻辑块的物理地址, 那么就可以快速访问到其他逻辑块的物理地址。那么操作系统如何完成逻辑块与物理块之间的映射呢?实际上,文件都是存放在目录下的，而目录是一种有结构文件, 所以在文件目录的记录中会存放目录下所有文件的信息，每一个文件或者目录都是一个记录。 而这些信息就包括文件的起始块号和占有块号的数量。

那么操作系统如何完成逻辑块与物理块之间的映射呢? (逻辑块号, 块内地址) -> (物理块号, 块内地址)，只需要知道逻辑块号对应的物理块号即可,块内地址不变。

用户访问一个文件的内容,操作系统通过文件的标识符找到目录项FCB, 物理块号=起始块号+逻辑块号。 当然，还需要检查逻辑块号是否合法,是否超过长度等。因为可以根据逻辑块号直接算出物理块号，所以连续分配支持 顺序访问和随机访问 。

因为读/写文件是需要移动磁头的，如果访问两个相隔很远的磁盘块,移动磁头的时间就会变长。使用连续分配来作为文件的分配方式，会使文件的磁盘块相邻，所以文件的读/写速度最快。

连续空间存放的方式虽然读写效率高，但是有 磁盘空间碎片 和 文件长度不易扩展 的缺陷。

如下图，如果文件B被删除，磁盘上就留下一块空缺，这时，如果新来的文件小于其中的一个空缺，我们就可以将其放在相应空缺里。但如果该文件的大小大于所

有的空缺，但却小于空缺大小之和，则虽然磁盘上有足够的空缺，但该文件还是不能存放。当然了，我们可以通过将现有文件进行挪动来腾出空间以容纳新的文件,但是这个在磁盘挪动文件是非常耗时，所以这种方式不太现实。

另外一个缺陷是文件长度扩展不方便，例如上图中的文件A要想扩大一下，需要更多的磁盘空间,唯一的办法就只能是挪动的方式，前面也说了，这种方式效率是非常低的。

那么有没有更好的方式来解决上面的问题呢?答案当然有，既然连续空间存放的方式不太行，那么我们就改变存放的方式，使用非连续空间存放方式来解决这些缺陷。

非连续空间存放方式分为 链表方式 和 索引方式 。

链式分配采取离散分配的方式，可以为文件分配离散的磁盘块。它有两种分配方式:显示链接和隐式链接。

隐式链接是只目录项中只会记录文件所占磁盘块中的第一块的地址和最后一块磁盘块的地址, 然后通过在每一个磁盘块中存放一个指向下一 磁盘块的指针， 从而可以根据指针找到下一块磁盘块。如果需要分配新的磁盘块,则使用最后一块磁盘块中的指针指向新的磁盘块,然后修改新的磁盘块为最后的磁盘块。

我们来思考一个问题, 采用隐式链接如何将实现逻辑块号转换为物理块号呢?

用户给出需要访问的逻辑块号i,操作系统需要找到所需访问文件的目录项FCB.从目录项中可以知道文件的起始块号，然后将逻辑块号0的数据读入内存,由此知道1号逻辑块的物理块号，然后再读入1号逻辑块的数据进内存，此次类推，最终可以找到用户所需访问的逻辑块号i。访问逻辑块号i,总共需要i+ 1次磁盘1/0操作。

得出结论: 隐式链接分配只能顺序访问，不支持随机访问，查找效率低 。

我们来思考另外一个问题，采用隐式链接是否方便文件拓展?

我们知道目录项中存有结束块号的物理地址，所以我们如果要拓展文件，只需要将新分配的磁盘块挂载到结束块号的后面即可，修改结束块号的指针指向新分配的磁盘块，然后修改目录项。

得出结论: 隐式链接分配很方便文件拓展。所有空闲磁盘块都可以被利用到，无碎片问题，存储利用率高。

显示链接是把用于链接各个物理块的指针显式地存放在一张表中，该表称为文件分配表(FAT, File Allocation Table)。

由于查找记录的过程是在内存中进行的,因而不仅显着地 提高了检索速度 ，而且 大大减少了访问磁盘的次数 。但也正是整个表都存放在内存中的关系，它的主要的缺点是 不适 用于大磁盘 。

比如，对于200GB的磁盘和1KB大小的块，这张表需要有2亿项，每一项对应于这2亿个磁盘块中的一个块,每项如果需要4个字节，那这张表要占用800MB内存,很显然FAT方案对于大磁盘而言不太合适。

一直都在，加油！（*゜Д゜）σ凸←自爆按钮

链表的方式解决了连续分配的磁盘碎片和文件动态打展的问题，但是不能有效支持直接访问(FAT除外) ,索引的方式可以解决这个问题。

索引的实现是为每个文件创建一个 索引数据块 ，里面存放的 是指向文件数据块的指针列表 ,说白了就像书的目录一样,要找哪个章节的内容,看目录查就可以。

另外， 文件头需要包含指向索引数据块的指针 ,这样就可以通过文件头知道索引数据块的位置，再通过索弓|数据块里的索引信息找到对应的数据块。

创建文件时，索引块的所有指针都设为空。当首次写入第i块时，先从空闲空间中取得一个块， 再将其地址写到索引块的第i个条目。

索引的方式优点在于:

●文件的创建、增大、缩小很方便;

●不会有碎片的问题;

●支持顺序读写和随机读写;

由于索引数据也是存放在磁盘块的，如果文件很小，明明只需一块就可以存放的下，但还是需要额外分配一块来存放索引数据，所以缺陷之一就是存储索引带来的开销。

如果文件很大，大到一个索引数据块放不下索引信息，这时又要如何处理大文件的存放呢?我们可以通过组合的方式，来处理大文件的存储。

先来看看 链表+索引 的组合，这种组合称为 链式索引块 ，它的实现方式是在 索引数据块留出一个存放下一个索引数据块的指针 ，于是当一个索引数据块的索引信息用完了，就可以通过指针的方式，找到下一个索引数据块的信息。那这种方式也会出现前面提到的链表方式的问题，万一某个指针损坏了，后面的数据也就会无法读取了。

还有另外一种组合方式是 索引+索引 的方式，这种组合称为多级索引块，实现方式是通过一个索引块来存放多个索引数据块,一层套一层索引， 像极了俄罗斯套娃是吧๑乛◡乛๑ 

前面说到的文件的存储是针对已经被占用的数据块组织和管理，接下来的问题是，如果我要保存一个数据块, 我应该放在硬盘上的哪个位置呢?难道需要将所有的块扫描一遍，找个空的地方随便放吗?

那这种方式效率就太低了，所以针对磁盘的空闲空间也是要引入管理的机制，接下来介绍几种常见的方法:

●空闲表法

●空闲链表法

●位图法

空闲表法

空闲表法就是为所有空闲空间建立一张表，表内容包括空闲区的第一个块号和该空闲区的块个数，注意，这个方式是连续分配的。如下图:

当请求分配磁盘空间时，系统依次扫描空闲表里的内容，直到找到一个合适的空闲区域为止。当用户撤销一个文件时，系统回收文件空间。这时，也需顺序扫描空闲表,寻找一个空闲表条目并将释放空间的第一个物理块号及它占用的块数填到这个条目中。

这种方法仅当有少量的空闲区时才有较好的效果。因为，如果存储空间中有着大量的小的空闲区,则空闲表变得很大,这样查询效率会很低。另外，这种分配技术适用于建立连续文件。

空闲链表法

我们也可以使用链表的方式来管理空闲空间，每一个空闲块里有一个指针指向下一个空闲块，这样也能很方便的找到空闲块并管理起来。如下图：

当创建文件需要一块或几块时，就从链头上依次取下一块或几块。反之，当回收空间时，把这些空闲块依次接到链头上。

这种技术只要在主存中保存一个指针, 令它指向第一个空闲块。其特点是简单,但不能随机访问，工作效率低，因为每当在链上增加或移动空闲块时需要做很多1/0操作,同时数据块的指针消耗了一定的存储空间。

空闲表法和空闲链表法都不适合用于大型文件系统，因为这会使空闲表或空闲链表太大。

位图法

位图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况，磁盘上所有的盘块都有一个二进制位与之对应。

当值为0时，表示对应的盘块空闲，值为1时，表示对应的盘块已分配。它形式如下:

在Linux文件系统就采用了位图的方式来管理空闲空间,不仅用于数据空闲块的管理,还用于inode空闲块的管理，因为inode也是存储在磁盘的，自然也要有对其管理。

前面提到Linux是用位图的方式管理空闲空间，用户在创建一个新文件时， Linux 内核会通过inode的位图找到空闲可用的inode,并进行分配。要存储数据时，会通过块的位图找到空闲的块，并分配，但仔细计算一下还是有问题的。

数据块的位图是放在磁盘块里的，假设是放在一个块里,一个块4K,每位表示一个数据块,共可以表示4 * 1024 * 8 = 2^15个空闲块,由于1个数据块是4K大小，那么最大可以表示的空间为2^15 * 4 * 1024 = 2^27个byte,也就是128M。

也就是说按照上面的结构，如果采用（一个块的位图+ 一系列的块），外加一（个块的inode的位图+一系列的inode）的结构能表示的最大空间也就128M,

这太少了，现在很多文件都比这个大。

在Linux文件系统，把这个结构称为一个 块组 ，那么有N多的块组,就能够表示N大的文件。

最终,整个文件系统格式就是下面这个样子。

最前面的第一个块是引导块,在系统启动时用于启用引导，接着后面就是一个一个连续的块组了,块组的内容如下:

● 超级块 ,包含的是文件系统的重要信息，比如inode总个数、块总个数、每个块组的inode个数、每个块组的块个数等等。

● 块组描述符 ,包含文件系统中各个块组的状态,比如块组中空闲块和inode的数目等，每个块组都包含了文件系统中“所有块组的组描述符信息”。

● 数据位图和inode位图 ，用于表示对应的数据块或inode是空闲的，还是被使用中。

● inode 列表 ，包含了块组中所有的inode, inode 用于保存文件系统中与各个文件和目录相关的所有元数据。

● 数据块 ，包含文件的有用数据。

你可以会发现每个块组里有很多重复的信息，比如 超级块和块组描述符表，这两个都是全局信息，而且非常的重要 ，这么做是有两个原因:

●如果系统崩溃破坏了超级块或块组描述符,有关文件系统结构和内容的所有信息都会丢失。如果有冗余的副本,该信息是可能恢复的。

●通过使文件和管理数据尽可能接近，减少了磁头寻道和旋转,这可以提高文件系统的性能。

不过，Ext2 的后续版本采用了稀疏技术。该做法是，超级块和块组描述符表不再存储到文件系统的每个块组中,而是只写入到块组0、块组1和其他ID可以表示为3、5、7的幂的块组中。

在前面，我们知道了一个普通文件是如何存储的，但还有一个特殊的文件,经常用到的目录，它是如何保存的呢?

基于Linux 一切切皆文件的设计思想，目录其实也是个文件,你甚至可以通过vim打开它，它也有inode, inode 里面也是指向一些块。

和普通文件不同的是， 普通文件的块里面保存的是文件数据，而目录文件的块里面保存的是目录里面一项一项的文件信息 。

在目录文件的块中，最简单的保存格式就是 列表 ，就是一项一项地将目录下的文件信息(如文件名、文件inode.文件类型等)列在表里。

列表中每一项就代表该目录下的文件的文件名和对应的inode,通过这个inode,就可以找到真正的文件。

通常，第一项是“则”，表示当前目录,第二项是.，表示上一级目录, 接下来就是一项一项的文件名和inode。

如果一个目录有超级多的文件,我们要想在这个目录下找文件,按照列表一项一项的找,效率就不高了。

于是，保存目录的格式改成 哈希表 ，对文件名进行哈希计算,把哈希值保存起来,如果我们要查找一个目录下面的文件名，可以通过名称取哈希。如果哈希能够匹配上,就说明这个文件的信息在相应的块里面。

Linux系统的ext文件系统就是采用了哈希表，来保存目录的内容,这种方法的优点是查找非常迅速，插入和删除也较简单,不过需要一些预备措施来避免哈希冲突。

目录查询是通过在磁盘上反复搜索完成，需要不断地进行/0操作,开销较大。所以,为了减少/0操作,把当前使用的文件目录缓存在内存，以后要使用该文件时只要在内存中操作，从而降低了磁盘操作次数,提高了文件系统的访问速度。

感谢您的阅读，希望您能摄取到知识！加油！冲冲冲！（发现光，追随光，成为光，散发光！）我是程序员耶耶！有缘再见。<－biubiu－⊂(`ω´∩)

⑨ 半个月可以写出一个电脑操作系统吗

作为一名计算机专业的同学回答这个问题：可以个锤子。理由如下：windows 7操作系统，据微软官方给出的数据，就有超过5000万行代码，并且这套操作系统是微软的平均约40人的25个研发小组历时三年研发出来了，这还只是常规固定的研发团队，但据微软的数据，其实参与到这项工作中，并且是主力研发人员和支持工程师其实已经超过了2500人，研发投入超过了20亿美金，要知道在windows之前已经有了windows XP和windows vista的技术积累，而且windows很多核心代码其实并没有推到windows vista等技术重建。

熟练的话可以半个月完成一个具备基本功能的操作系统，对于高手来说完成操作系统包含窗口功能、移植网络功能也是可能的，只要一个人。需要基本功比较扎实，我等普通程序员是做不到的，但能达到这水平的程序员即使在国内也有一些。

当然，操作系统有很多分类，侠义上广义上有不同的定义，每个人的理解也不一样。现代大众理解的通用型操作系统半个月基本不可能完成，人多也没用。

很多人觉得国内没有完全自主的操作系统，其实是有的，只是应用生态不行，并不是技术上做不到。高校和科研机构也有很多技术积累，这里还是希望国产系统能发展起来。

作为一个工作多年的老码农，从专业的角度来分析下这个问题，然后自然会得到答案。

首先要明确一下什么是操作系统，从理论上来讲操作系统就是能驱动计算机运行并管理相关软硬件的一套软件，从实际的角度来讲，比较优秀的操作系统有Unix,Linux,MacOS,Windows以及Andriod等，这些都是一些大型的操作系统，除此之外还有一些嵌入式操作系统，相对来说规模会小一些。

下面让我们分情况讨论。

对于大型专业操作系统，别说半个月就是半年，想写出类似的操作系统都是不可能的事情，原因很简单，这些操作系统太复杂了，光是源代码和文档都是以G计的，这是什么概念？要知道1G大约能保存5亿个汉字的内容，所以，就是光把这些操作系统的源代码读一遍，可能都得数年时间，还不算是否理解，写的话就更不可能。实际上以公开的资料看，Windows系统的开发人员超过数千人，而且平均也要三到五年才能发布一款合格的操作系统。

对于一个简单的非专业操作系统，一般来说复杂度要低一些，开发难度相对较低，但是涉及到的基础技术并不会比专业操作系统少，所以在专业技术足够的情况下，还是有可能开发出来的，记得当年Linus开发出Linux的雏形也就用了几个月时间，不过他也是在一款叫Minix系统的基础上开发的。所以如果有一些现成的系统做参考，在此基础上开发一套新操作系统还是有可能的，不过即使一个优秀的软件工程师也不可能在半月之内开发完成。

对于嵌入式系统，特别是类似单片机等结构简单，硬件单一的系统的来说，开发一套驱动该系统的嵌入式软件还是比较简单的，如果有一些现成的框架做支撑，几个优秀的工程师还是有可能在半个月之内做出来的。

总之，想要在半个月内开发一套专业的操作系统，不管有多少开发人员，基本都是不可能的；而对于一些简单的操作系统，特别是嵌入式系统，短时间内开发出来倒是有可能，至于时间的长短则取决于系统的复杂度以及对各种硬件支持的程度等。但是想半个月开发一套真正的操作系统，我认为是不可能的事！

我觉得可以，我大学有一个舍友，电脑非常厉害，有一次，我的电脑坏了，让他来帮我看。他来了，三两下就搞好我电脑了，然后无聊，对着我说要玩一下我的电脑，然后就定定坐在那里敲代码，我偷偷看过去，他敲的代码都是0101这种的，反正我也看不懂，就先睡觉了。半夜起床，看到他还在敲，一样是010101这种，我和他说，夜深了早点休息，他不理我，我继续睡。第二天起来，发现他不见了，电脑室关闭的。我开电脑，感觉不对劲，从开机到进入系统，完全和之前不一样！忽然手机有短信发过来，是他的，他说，昨晚我帮你重新写了一个操作系统，你之前的操作系统太low了！

半个月在理论上是可以写出一个电脑操作系统的。

不过从你提的这个问题就知道你对操作系统不是很了解。

目前市面上的操作系统有windos，linux，苹果的ios系统，它们的代码都在1亿行上下，你觉得你在半个月能写出这种代码吗？

此外开发一个操作系统你首先要精通汇编语言，C语言，c++这些编程开发语言，就算是你精通这些编程开发语言还不够，你还要懂系统架构，你觉得在实际情况下你能搞定这些吗？

当初开发dos系统的这个都花了快半年的时间才把dos系统写出来，不过这人无论是智商还是技术都是可以碾压别人的存在。你具备这样的优势吗？

现在的windos系统是全球好几万人的工程师写了差不多5年的时间才开发出来，如果是靠一个人来编写windos系统我估计要花100年的时间，而且还是24小时不停的写才有机会写出来。

奉劝你一句，不要好高骛远，先从基础开始做起，如果你想编写操作系统我建议去学习C++。

不知道你说的写出一个操作系统是什么意思。如果是在一个裸机上写入一个操作系统，用克隆十几分钟就可以了。如果是内核不变，变个外形，几天甚至几周也是可以的。如果是从头开始写一个全新的操作系统，我们可以估计一下时间。win95代码有大约1500万行，按照一行代码10秒钟，一天工作16小时，大约需要2600天，现在的操作系统的代码数量要远远超过win95的代码行数

哈哈，那是不可能的，一个系统依赖的知识点太广太深，且不说很多知识点您没了解过，单纯以您已认识的点来说，里面要用的算法足够您折腾。

我肯定不用一分钟就能写出一个“电脑操作系统”。

可以，但是半个月可以写出一个电脑操作系统几乎不具备价值。

因为个人必要劳动时间大大的低于的 社会 必要劳动时间导致的结果有两种可能：

1、获取超额利润

2、毫无价值

半个月可以写出一个电脑操作系统大概率是毫无价值：

因为现代生产力仅仅包含实体性因素、还包含运筹性因素

半个月可以写出一个电脑操作系统可能连实体性因为都达不到，还要包含运筹性因素。

再举例，就算是满足了实体因素，比如现在有无数的互联网公司可以做出类似于淘宝、qq、微信的软件，能取代淘宝、qq、微信吗，答案是很难很难，因为还有运筹性因素这些原因，相应的还会有渗透性因素、准备性因素等，

当然矛盾是人类发展的动力和源泉。人类最高目标是共产主义，而共产主义的前提是生产力高度发展，物质极度丰富。需要像特斯拉一样的人去推动发展生产力。

矛盾也有普通性特殊性，万一有人实现了呢

不可能，除非你写的是玩具操作系统。如果你不是科班出身，你弄懂操作系统估计要不少时间，然后学习编程，懂汇编才行，然后学习C语言，最后才可以写操作系统，如此你用别人代码抄抄改改，估计半个月可以编译通过，也可以运行。如果你要写自己的操作系统，先研究别人的代码，然后重新写，花的时间会更多。你说制作一个操作系统linux发行版用半个月就可以啊，但前提是你要熟悉各种编译技术会使用工具，我从零开始研究gentoolinux制作发行版三个月还没成功。表面上看起来很容易做，当你亲自做了才碰上各种复杂细节和问题，让你不胜其烦。否则国内linux发行版满天飞才是

⑩ 如何自学成为程序员

如何学习自学编程的方式最好的莫过于在网络上面查找资源。

目前，网络上电脑资源多不胜数。其中有很多都是基础到精通的视频教程。通过视频讲解。让你明白重点知识。你通过查找一套适合自己的视频。然后看完是基本。

这里推荐几个可以在线学习的好网站：慕课、极客学院、传智播客、如朋网、网易公开课等等做笔记在进行看视频的过程中，一定注意要记笔记。

对视频中重点的部分进行截图，并加以文字解释。就形成了自己的笔记。这些笔记对于你来说很重要。通过记笔记的形式，你就不需要重新观看视频了。只需要复习的时候查看笔记就够了，这样就大大的节约了时间。

下面介绍一个记笔记的好软件：CherryTree多练习代码在视频中讲解的代码，我认为你至少需要自己写三遍以上。在写代码的时候，就用到了上面写的笔记了。通过看笔记截图，即可自己慢慢摸索写出来代码。当然练习到一定程度，就需要你适当的做个项目。巩固自己的知识。

程序员必备技能

1、熟练开发工具

做为一名程序员至少熟练掌握两到三种开发工具的使用，这是程序员的立身之本，其中C/C++和JAVA是重点推荐的开发工具，C/C++以其高效率和高度的灵活性成为开发工具中的利器，很多系统级的软件还是用C/C++编写。

而JAVA的跨平台和与WEB很好的结合是JAVA的优势所在，而JAVA即其相关的技术集JAVAOne很可能会成为未来的主流开发工具之一。

其次，能掌握一种简便的可视化开发工具，如VB，PowerBuilder，Delphi，CBuilder，则更好，这些开发工具减小了开发难度，并能够强化程序员对象模型的概念。另外，需要掌握基本的脚本语言，如shell，perl等，至少能读懂这些脚本代码。

2、熟知数据库

为什么数据库是如此重要？作为程序员，他们自然有自己的理由：很多应用程序都是以数据库的数据为中心，而数据库的产品也有不少，其中关系型数据库仍是主流形式，所以程序员至少熟练掌握一两种数据库，对关系型数据库的关键元素要非常清楚，要熟练掌握SQL的基本语法。

虽然很多数据库产品提供了可视化的数据库管理工具，但SQL是基础，是通用的数据库操作方法。如果没有机会接触商业数据库系统，可以使用免费的数据库产品是一个不错的选择，如mySQL，Postgres等。

3、了解操作系统

当前主流的操作系统是Windows，Linux/Unix，熟练地使用这些操作系统是必须的，但只有这些还远远不够。要想成为一个真正的编程高手，需要深入了解操作系统，了解它的内存管理机制、进程/线程调度、信号、内核对象、系统调用、协议栈实现等。

Linux作为开发源码的操作系统，是一个很好的学习平台，Linux几乎具备了所有现代操作系统的特征。虽然Windows系统的内核实现机制的资料较少，但通过互联网还是能获取不少资料。懂得网络协议TCP/IP。

在互联网如此普及的今天，如果您还没有对互联网的支撑协议TCP/IP协议栈有很好的掌握，就需要迅速补上这一课。

网络技术已改变了软件运行的模式，从最早的客户/服务器结构，到今天的WEBServices，再到未来的网格计算，这一切都离不开以TCP/IP协议栈为基础的网络协议支持，深入掌握TCP/IP协议是非常必要的。

至少，需要了解ISO七层协议模型，IP/UDP/TCP/HTTP等常用协议的原理和三次握手机制。

4、明白DCOM/CORBA/XML/WEBServices存在的意义

随着技术的发展，软件与网络的无缝结合是必然趋势，软件系统的位置无关性是未来计算模式的重要特征之一，DCOM/CORBA是当前两大主流的分布计算的中间平台，DCOM是微软COM（组件对象模型）的扩展，而CORBA是OMG支持的规范。

XML/WebServices重要性不言而喻，XML以其结构化的表示方法和超强的表达能力被喻为互联网上的“世界语”，是分布式计算的基石之一。

5、不要将软件工程与CMM分开

大型软件系统的开发中，工程化的开发控制取代个人英雄主义，成为软件系统成功的保证，一个编程高手并不一定是一个优秀的程序员，一个优秀的程序员是将出色的编程能力和开发技巧同严格的软件工程思想有机结合。

编程只是软件生命周期中的其中一环，优秀的程序员应该掌握软件开发各个阶段的基本技能，如市场分析，可行性分析，需求分析，结构设计，详细设计，软件测试等。

6、需求理解能力

程序员要能正确理解任务单中描述的需求。

在这里要明确一点，程序员不仅仅要注意到软件的功能需求，还应注意软件的性能需求，要能正确评估自己的模块对整个项目中的影响及潜在的威胁，如果有着两到三年项目经验的熟练程序员对这一点没有体会的话，只能说明他或许是认真工作过，但是没有用心工作。

7、模块化思维能力

作为一个优秀的程序员，他的思想不能局限在当前的工作任务里面，要想想看自己写的模块是否可以脱离当前系统存在，通过简单的封装在其他系统中或其他模块中直接使用。

这样做可以使代码能重复利用，减少重复的劳动，也能使系统结构越趋合理。模块化思维能力的提高是一个程序员的技术水平提高的一项重要指标。