【Linux】linux进程--进程概念第一部分

1、冯诺依曼体系结构

中央处理器：cpu

       功能：算术/逻辑运算（与、或、非门之类的东西，电子信息的噩梦）

存储器：内存

       不能将数据进行持久化的保存（相当于手机的运存，在计算机方面也分ram、rom等区别，相当于手机的运存和存储，有兴趣可以去了解一下）

结论：

       1、所有的数据都是采用2进制进行存储（通过电源高低电平模拟0和1）

       2、运算产生的数据都存储在内存当中

       3、拓展：计算机可以由多个cou同时处理数据，叫做多核，和linux中多线程有着差不多的概念

2、操作系统的概念与定位

1）操作系统的概念

     操作系统=操作系统内核+应用

     任何计算机系统都会包含一个基本的程序集合，称之为操作系统（OS）

     操作系统内核：也是代码程序，代码的作用就是（进程管理、内存管理、文件管理、驱动管理等等）

     应用：依附在操作系统内核上完成的某些功能。

2）操作系统的工作

      操作系统在管理计算机的软硬件资源

      硬件资源：CPU、内存、硬盘、网卡、显示器等等；

      软件资源：进程资源、驱动程序等。

3）操作系统如何完成工作

      通过管理。管理=描述（结构体）+组织（串联结构体）

4）操作系统组织结构图

5）系统调用 & 库函数

      系统调用：操作系统提供的函数，被称之为系统调用函数

      库函数：C标准库提供的函数，被称之为库函数。库函数的代码实现当中调用了系统调用函数（系统调用函数可以管理计算机的软硬件资源，较为复杂，不适合新手使用）。

3、进程的概念（PCB）

1）什么是程序？什么是进程？

      程序：源代码经过编译产生的可执行文件，这个文件时静态的。

      进程：程序运行起来的实例，是动态在运行的。

2）操作系统如何管理进程

      进程的管理=描述（PCB）+组织的方式（链表）

3）描述：PCB

      进程标识符：在当前机器能够唯一表示一个进程

              进程号（PID）：

                     ps  aux/ps  -ef       加上管道符号和过滤，拿到自己想要的信息

                     getpid（）；         函数

4、进程状态

1）从CPU角度来理解，进程的状态分为：就绪/运行/阻塞

进程想要向后执行自己的代码就必须要占用CPU资源进行计算（执行代码）

但是进程会有很多，CPU始终都是有限个的，操作系统是如何分配获取CPU资源的：

       调度的策略：先来先服务、短作业优先、长作业优先、优先级优先、时间片轮转。

运行：进程占用CPU，在CPU上运行；理解为进程正在使用CPU来执行自己的代码；

就绪：进程已经具备了运行条件，但是CPU还没有分配过来；理解为进程已经将运行前的准             备工作已经全部做好，就等着操作系统调用去占用CPU了。

阻塞：进程因为等待某一件事情发生而暂时不能运行，例如等待IO输入、调用某些阻塞接                 口。

暂停（插入内容）：暂停插入的前提是进程是抢占式执行

           在机器CPU数量少，进程多的情况下（常态），操作系统在调度的时候要做到雨露均沾，让每一个进程都可以运行上，但是在操作系统调度的时候，是从就绪的队列当中获取进程来运行。换句话说，进程准备好了，谁就绪了，原则上就可以调度了。所以进程为了能够执行自己的代码，都是抢占式执行，不会相互谦让。

不同进程在运行时有两种形态：

并发：多个进程在一个CPU下，采用进程切换的方式，各自独占CPU运行各自的代码，交替             运行，让多个进程都得以推进，称之为并发。（可以想象为两个车道并为一个，车流             汇入的过程）

并行：多个进程在多个CPU下，同时运行各自代码，称之为并行。（可以现象为多车道并排             前进的车流）

而在一个多核CPU的机器当中，并发和并行是混合存在的。

2）细分的进程状态：

   

R：运行状态	处于R状态的进程有可能在执行代码，有可能在就绪队列。
S：可中断睡眠状态	进程正在睡眠（被阻塞），等待资源到来时唤醒你也可以通过其他进程信号或时钟中断来唤醒，进入运行队列
D：不可中断睡眠状态	通常等待一个IO结束（输入输出结果）
T：暂停状态（ctrl+z）	在Linux系统下不要使用ctrl+z结束进程，不是结束而是暂停；ctrl+c可以终止进程。
t：跟踪状态	调试程序的时候可以看到
X：死亡状态	这个状态用户不可见
Z：僵尸状态	僵尸进程的知识（会在后续博客中写出）

3）程序计数器 & 上下文信息 & 内存指针 & 记账信息 & IO信息

       程序计数器：保留程序下一条执行的指令；

       上下文信息：保存寄存器当中的内容；

       内存指针：指向“程序地址空间”

       记账信息：使用CPU时长，占用内存大小；

       IO信息：保存进程打开的文件信息。