Linux进程概念与基本创建
目录
冯诺依曼体系结构
操作系统(Operator System)
概念
设计OS的目的
定位
如何理解 "管理"
总结
系统调用和库函数概念
进程
基本概念
描述进程-PCB
task_struct-PCB的一种
task_ struct内容分类
组织进程
查看进程
通过系统调用创建进程-fork初识
为什么进程管理中需要PCB？
fork如何理解两个返回值问题
fork函数的特性
冯诺依曼体系结构
我们常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。
截至目前，我们所认识的计算机，都是有一个个的硬件组件组成
输入单元：包括键盘, 鼠标，扫描仪, 写板等
中央处理器(CPU)：含有运算器和控制器等
输出单元：显示器，打印机等
关于冯诺依曼，必须强调几点
这里的存储器指的是内存
不考虑缓存情况，这里的CPU能且只能对内存进行读写，不能访问外设(输入或输出设备)
外设(输入或输出设备)要输入或者输出数据，也只能写入内存或者从内存中读取。
一句话，所有设备都只能直接和内存打交道。
总之有两个结论
1：在数据层面上一般CPU不和外设直接沟通，而是直接和内存打交道
2：外设只会跟内存打交道——数据层面
操作系统(Operator System)
概念
任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，称为操作系统(OS)。笼统的理解，操作系统包括：
内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）
其他程序（例如函数库，shell程序等等）
设计OS的目的
与硬件交互，管理所有的软硬件资源 为用户程序
（应用程序）提供一个良好的执行环境
定位
在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是：一款纯正的“搞管理”的软件
如何理解 "管理"
例如学校里，校长，导员，学生这三者之间的关系
校长管理学生，并不是直接和一个一个学生交流进行管理，而是通过辅导员这个中间媒介，来管理学生
对于每个学生的信息，校长想要了解，就去辅导员那里了解情况而这些信息是管理者先“描述”出来的，然后组织辅导员统计学生信息，这和计算机管理硬件一个道理
操作系统对下通过相应的措施对硬件资源进行管理，对上给用户提供良好的执行环境
总结
计算机管理硬件
1. 描述起来，用struct结构体
2. 组织起来，用链表或其他高效的数据结构
系统调用和库函数概念
在开发角度，操作系统对外会表现为一个整体，但是会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分 由操作系统提供的接口，叫做系统调用。
系统调用在使用上，功能比较基础，对用户的要求相对也比较高，所以，有心的开发者可以对部分系统 调用进行适度封装，从而形成库，有了库，就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发
这和去银行存钱取钱一样，银行会直接让你去金库里把钱放进去或者拿出来吗，当然不会，银行会让柜员为你办理存钱取钱的手续
这就相当于操作系统给用户提供的接口一样，当用户需要时，提供给用户调用
进程
基本概念
课本概念：程序的一个执行实例，正在执行的程序等
内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体。
什么是进程？== 内核关于进程的数据结构+当前进程的代码和数据
描述进程-PCB
进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合。
课本上称之为PCB（process control block），Linux操作系统下的PCB是: task_struct
task_struct-PCB的一种
在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。
task_struct是Linux内核的一种数据结构，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息
task_ struct内容分类
标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。
状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。
优先级: 相对于其他进程的优先级。
程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。
内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子，要加图CPU，寄存器]。
I／O状态信息: 包括显示的I/O请求,分配给进程的I／O设备和被进程使用的文件列表。
记账信息: 可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。
其他信息
组织进程
可以在内核源代码里找到它。所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里
查看进程
进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看
如：要获取PID为1的进程信息，你需要查看 /proc/1 这个文件夹
这里的PID为当前进程的编号，而PPID 则是其父进程的编号
对应调用的接口分别为getpid(),getppid()
当我用 ctrl +c将进程终止后，就找不到这个目录了，系统会自动删除
通过系统调用创建进程-fork初识
fork有两个返回值
父子进程代码共享，数据各自开辟空间，私有一份（采用写时拷贝）
fork 之后通常要用 if 进行分流
#include
#include
#include
int main()
{
int ret = fork();
if(ret < 0){
perror("fork");
return 1;
}
else if(ret == 0){ //child
printf("I am child : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
}else{ //father
printf("I am father : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
}
sleep(1);
return 0;
} 为什么进程管理中需要PCB？
fork如何理解两个返回值问题
fork函数的特性
- 在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
- 在子进程中，fork返回0；
- 如果出现错误，fork返回一个负值；