操作系统与数据库
操作系统与数据库
Unix系统介绍
于1971~1973年在美国贝尔实验室由丹尼斯·里奇、肯·汤普逊合作开发而成，而且顺便升级了BCPL语言为C语言。
特点：高安全性、高可靠性、高稳定性。既可以构建大型关键业务系统的商业级服务器，也可以构建面向移动终端、可穿戴设备的嵌入式应用。
Minix是一种基于微内核架构的类UNIX计算机操作系统，于1987年由AndrewS·Tanenbaum教授发布，用于大学中教学和学术研究，它启发了Linux。
Linux系统介绍
全称GNU Linux（通用的非商业的类UNIX）免费且开源，其内核由林纳斯·本纳第克特·托瓦兹于1991年10月5日首次发布，它主要受到Minix和Unix思想的启发。
是一个基于POSIX和Unix的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。
Linux有上百种不同的发行版，如基于社区开发的Debian、Arch、Deepin，和基于商业开发的RedHat、SUSE、Oracle等，还有基于嵌入式设备的Android。
Linux图标是企鹅，代表南极（因为根据国际公约法南极洲为全人类所有，不属于任何国家）代表Linux系统的开源精神，任何公司或组织都无权将它私有。
Linux系统相关知识：
GNU工程：
由Richard Stallman于1984发起，由自由软件基金会提供支持。其基本原则就是共享，其主旨是发展一个有别于一切商业UNIX的操作系统，也就是通用非商业的类UNIX系统，所以Linux也叫GNU Linux。
POSIX标准：
可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface）,缩写为POSIX，也就是统一的系统编程接口规范。UNIX和Linux系统都遵循了该规范，所以他们的系统接口基本一致，所以代码可以通用。
GPL通用公共许可证：
GPL，是GNU General Public License的缩写，GNU通用公共许可证试图保证你共享和修改软件的自由，遵循GPL的软件可以自由的共享、开源、免费，如果想使用具有GPL的代码也必须遵循GPL，自然也就无法盈利了。
GNU编译工具
1、早期是GNU组织为了编译Linux源码而开发的一款C语言编译器，后期逐渐支持了各种平台的各种编程语言。
2、构建C/C++的过程
预处理->编译->汇编->链接
gcc -E code.c -o -code.i
gcc -S code.i -> code.s
gcc -c code.s -> code.o
gcc code.o -> a.out
3、支持、产生的文件类型
.h 头文件
.h.gch 头文件的编译结果
.c 源文件
.i 预处理文件
.s 汇编文件
.o 目标文件
.a 静态库文件
.so 动态库文件
4、常用参数
-E 预处理
-S 编译
-c 汇编
-g 生成调试信息
-I 指定额外的头文件的路径
-l 指定额外的库文件名 例：-lm
-L 指定额外的库文件路径
-D 在编译时定义宏
-o 指定编译结果的文件名
-Wall 以严格的语法来检查代码
-Werror 把警告当错误处理
-on 代码的优化级别
-std 指定编译时的语法标准
-pedantic 对不符合ANSI标准的代码产生警告
5、所支持的预处理指令
#include 将指定的文件导入至当前文件 <> ""
#define 定义宏或宏常量
#undef 删除宏
## 与#define配合，连接两个标识符
# 与#define配合，把标志符转换成字符串字面值
#if 判定
#elif 判断条件为假，可以与#if#ifdef#ifndef配合使用
#else 分支判定
#endif 判定的结束条件
#ifdef 判定宏存在为真
#ifndef 判定宏不存在为真
#line n 指定该行的行号
#error 产生错误信息，并阻止产生编译结果
#warning 产生警告信息
#pragma once 保证头文件只被包含一次，相当于#ifndef/#define/#endif，但并不是所有的编译器都支持
#pragma pack(1/2/4/8) 指定内存对齐、补齐的最大字节数，只能从大往小改，且必须是二的n次方
#pragma GCC poison 标识 把某个标识符定义为病毒
#pragma GCC dependency "文件名" 如果文件的修改时间比当前文件晚，则产生警告
6、编译器预定义的宏
__DATE__ 获取当前日期
__TIME__ 获取当前时间
__FILE__ 获取当前文件文件名
__LINE__ 获取当前行号
__func__ 获取当前函数函数名
__linux__ 判断系统是否是Linux
__APPLE__
__WIN32__
__WIN64__
__cplusplus__ 判断当前是否是C++编译器
系统调用
什么是系统调用：操作系统以函数形式提供的一些功能我们平时所使用的操作系统的功能绝大部分都是通过系统调用实现的。这些系统调用被封装成了C函数的形式，但使用的系统调用的机制与真正的函数调用不同。
系统调用的运行机制：
普通函数：函数调用时是生成一条跳转语句，跳转到函数所在的代码段位置执行，执行完成后再返回。
系统调用：为了系统的安全不能让应用程序跳转到内核所在的位置执行，而先开辟一块内核与应用程序共享的区域同于存放系统调用所需要的参数，然后应用程序再给内核发送信号告诉内核要执行的系统条用，然后内核从共享区域获取参数，执行完成后再把返回值放到共享区域。
用户态与内核态：
应用程序执行的时间段叫用户态，系统调用执行的时间段叫内核态。
使用time可以获取程序执行的时间，以及用户态和内核态分别执行的时间。
注意：调用标准库的函数时，可能工作在用户态也可能工作内核态，因为标准库函数中可能使用到的系统调用，如：malloc/free
time ./a.out
real 0m0.002s 应用程序的总时间
user 0m0.000s 用户态执行时间
sys 0m0.000s 内核态执行时间
strace ./a.out
一切皆文件
在UNIX/Linux系统中把一些复杂的设备、服务抽象出一个统一的操作接口，这中接口就是文件操作，也就是把这些设备和服务封装成了文件。
优点：应用程序可以像访问文件一样去访问串号、网络、打印机等设备。
文件分类：
普通文件 -
目录文件 d
链接文件 i
设备文件 c|b|n
管道文件 p
socket文件 s
文件相关的系统调用