pageadmin wordpress,石家庄百度提升优化,海口免费做网站,seo网络推广软文的格式1. 冯诺依曼体系结构 截至目前#xff0c;我们所认识的计算机#xff0c;都是有一个个的硬件组件组成 。
【注意】#xff1a;
a. 这里的存储器指的是内存
b. 不考虑缓存情况#xff0c;这里的CPU能且只能对内存进行读写#xff0c;不能访问外设(输入或输出设备)
c.外… 1. 冯诺依曼体系结构 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 。
【注意】
a. 这里的存储器指的是内存
b. 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)
c.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。
d. 一句话所有设备都只能直接和内存打交道。
冯诺依曼体系结构计算机的基本原理是?
答计算机就是为了完成指定的数据处理而通过指令按指定流程完成指定功能指令的合集就是一段程序。说白了计算机就是按照指定的指令执行流程完成对指定数据的处理。 2. 操作系统(Operator System) --------------------先描述再组织--------------------
先描述问题再用特定的数据结构组织起来 1. 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
a. 内核进程管理内存管理文件管理驱动管理b . 其他程序例如函数库shell程序等等 2. 设计OS的目的 为什么要有操作系统 答操作系统对下手段进行软硬件管理工作对上层提供良好高效、稳定、安全的运行环境目的 3. 任务 定位 承担管理任务的软件 4. 理解管理 系统调用和库函数概念
a. 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。b. 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。 3. 进程 ---------- 进程 PCBtask_struct 程序的代码和数据 ! ! ! ---------- 1. 基本概念 a. 课本概念程序的一个执行实例正在执行的程序等b. 内核观点担当分配系统资源CPU时间内存的实体。 2. 描述进程-PCB a. 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。b. 课本上称之为PCBprocess control blockLinux操作系统下的PCB是:task_structtask_structhttps://www.cnblogs.com/tongyan2/p/5544887.html
task_struct-PCB的一种
a. 在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。b. 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。IO状态信息: 包括显示的I/O请求,分配给进程的IO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。 linux/sched.h struct task_struct {volatile long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, 0 stopped */void *stack;atomic_t usage;unsigned int flags; /* per process flags, defined below */unsigned int ptrace;int lock_depth; /* BKL lock depth */...... 通过系统调用获取进程标示符 (每个进程都有自己唯一的标识符)
a: 进程idPID
b: 父进程idPPID
#include stdio.h
#include sys/types.h
#include unistd.h
int main()
{
printf(pid: %d\n, getpid());
printf(ppid: %d\n, getppid());
return 0;
} 查看进程 进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看 3. 进程状态 Linux内核源代码解释
/*
* The task state array is a strange bitmap of
* reasons to sleep. Thus running is zero, and
* you can test for combinations of others with
* simple bit tests.
*/
static const char * const task_state_array[] {
R (running), /* 0 */
S (sleeping), /* 1 */
D (disk sleep), /* 2 */
T (stopped), /* 4 */
t (tracing stop), /* 8 */
X (dead), /* 16 */
Z (zombie), /* 32 */
};
R运行状态running: 并不意味着进程一定在运行中它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。S睡眠状态sleeping): 意味着进程在等待事件完成(资源就绪)这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠interruptible sleep。 D磁盘休眠状态Disk sleep有时候也叫不可中断睡眠状 uninterruptible sleep在这个状态的进程通常会等待IO的结束。T停止状态stopped 可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止T进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。X死亡状态dead这个状态只是一个返回状态你不会在任务列表里看到这个状态。 进程状态转换 阻塞和运行的变化往往伴随着PCB被连入不同的队列中入队列不是进程的代码和数据而是进程的task_struct。 进程切换 进程在切换之前最重要的一件事上下文数据的保护和恢复。
程序的上下文CPU内部的所有寄存器中的临时数据。
CPU内的寄存器寄存器本身是硬件具有数据存储的能力CPU寄存器硬件只有一套。
CPU内部的数据CPU内部的数据可以有多套有几个进程就有几套和该进程对应的上下文数据。 4. 进程状态查看 ps aux / ps axj 命令
循环查看指定进程
while :; do ps axj | head -1 ps axj | grep XXXXX | grep -v grep;sleep 1;done4. 创建进程 fork fork调用很简单但是要理解fork还是有点绕的 fork之后创建一个进程多了一个进程就是多了一个内核task_struct自己的代码和数据。
父进程的数据和代码是从磁盘加载进来的默认情况下子进程的代码和数据是继承父进程的。 是不是很奇怪为什么fork的返回值 id0 又 id0 ?返回两次 先看一下手册怎么说 原因进程要做到独立性父子要各自独立原则上数据要相互分开 父进程得到return id子进程的id 父进程拿到id可能要对子进程做管理子进程得到return id 0子进程通过 fork() 返回的 0 来识别自己。 5. (Zombie)-僵尸进程 直接在命令行启动的进程他的父进程是bashbash会自动回收新进程的z。
a. 僵死状态Zombies是一个比较特殊的状态。
当进程退出并且父进程使用wait()系统调用,后面讲没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程。b. 僵死进程会以终止状态保持在进程表中并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。c. 所以只要子进程退出父进程还在运行但父进程没有读取子进程状态子进程进入Z状态
//测试僵尸进程
int main()
{int count5;while(count--) { printf(I am a parent process,running always! pid:%d--ppid:%d\n,getpid(),getppid());sleep(1);}pid_t idfork();if(id0){int count5;while(count--){printf(I am a child process,pid:%d--ppid:%d\n,getpid(),getppid());sleep(1);}printf(-------I am a child process,running done!-------\n);}else{int count10;while(count--){printf(I am a parent process,running always! pid:%d--ppid:%d\n,getpid(),getppid());sleep(1);}}return 0;
} 僵尸进程危害 a. 进程的退出状态必须被维持下去因为他要告诉关心它的进程父进程你交给我的任务,我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取那子进程就一直处于Z状态。b. 维护退出状态本身就是要用数据维护也属于进程基本信息所以保存在task_struct(PCB)中换句话说Z状态一直不退出PCB一直都要维护。c. 那一个父进程创建了很多子进程就是不回收就会造成内存资源的浪费。因为数据结构对象本身就要占用内存想想C中定义一个结构体变量对象是要在内存的某个位置进行开辟空间d. 内存泄漏 ! ! !
e. 解决办法wait/waitpid 6. 孤儿进程 a: 父进程如果提前退出那么子进程后退出进入Z之后那该如何处理呢
b: 父进程先退出子进程就称之为“孤儿进程”
c: 孤儿进程被1号init进程领养当然要有init进程回收。
#include stdio.h
#include unistd.h
#includesys/types.h
#includestdlib.h
int main()
{pid_t id fork();if (id 0){perror(fork);return 1;}else if (id 0){ // childprintf(I am child, pid : %d\n, getpid());sleep(10);}else{ // parentprintf(I am parent, pid: %d\n, getpid());sleep(3);exit(0);}return 0;
} 7. 进程优先级 基本概念 a: cpu资源分配的先后顺序就是指进程的优先权priority根据有优先级指定进程获取某种资源(CPU)的先后顺序。
b: 优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用可以改善系统性能。
c: 还可以把进程运行到指定的CPU上这样一来把不重要的进程安排到某个CPU可以大大改善系统整体性能。
d: 保证进程在被CPU调度时的顺序性确保了操作系统能够合理分配CPU资源优化系统性能和响应时间。 为什么要有优先级 a: 进程访问的资源(CPU)始终是有限的系统中进程大部分情况都是较多的。
b: 操作系统关于调度和优先级的原则分时操作系统基本的公平如果进程因为长时间得不到调度就会造成饥饿问题。
关于分时系统和实时系统http://t.csdnimg.cn/YAZ8Qhttp://t.csdnimg.cn/YAZ8Q 查看系统进程 在linux或者unix系统中用ps –l命令则会类似输出以下几个内容
这里有几个重要信息
UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID 代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的亦即父进程的代号
PRI 代表这个进程可被执行的优先级其值越小越早被执行
NI 代表这个进程的nice值 PRI and NI a: PRI也还是比较好理解的即进程的优先级或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序 此值越小进程的优先级别越高
b: 那NI呢?就是我们所要说的nice值了其表示进程可被执行的优先级的修正数值
c: PRI值越小越快被执行那么加入nice值后将会使得PRI变为 PRI(new)PRI(old)nice
d: 这样当nice值为负值的时候那么该程序将会优先级值将变小即其优先级会变高则其越快被执行所以调整进程优先级在Linux下就是调整进程nice值
e: nice其取值范围是-20至19一共40个级别 PRI vs NI a: 需要强调一点的是进程的nice值不是进程的优先级他们不是一个概念但是进程nice值会影响到进程的优先级变化。
b: 可以理解nice值是进程优先级的修正修正数据 8. 进程其他相关概念 a. 竞争性: 系统进程数目众多而CPU资源只有少量甚至1个所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务更合理竞争相关资源便具有了优先级。
b. 独立性: 多进程运行需要独享各种资源多进程运行期间互不干扰。
c. 并行: 多个进程在多个CPU下分别同时进行运行这称之为并行。
d. 并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式在一段时间之内让多个进程都得以推进称之为并发。
http://t.csdnimg.cn/zHgwnhttp://t.csdnimg.cn/zHgwnhttp://t.csdnimg.cn/Ihg19http://t.csdnimg.cn/Ihg19 4. 命令行参数与环境变量 命令行参数 为什么要有命令函数 本质命令行参数本质是交给我们程序的不同的选型用来制定不同的程序功能。命令中会携带很多选项。 环境变量 基本概念以及使用: http://t.csdnimg.cn/O5i49
a: 环境变量(environment variables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数。系统中很多的配置在我们登录linux系统的时候就已经被加载到了bash进程中(内存)所以默认我们查到的环境变量是内存级的。
b: 如我们在编写C/C代码 的时候在链接的时候从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里但是照样可以链接成功生成可执行程序原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。
c: 环境变量通常具有某些特殊用途还有在系统当中通常具有全局特性。
之前我们提到过直接在命令行启动的进程他的父进程是bash。所以我们在命令行运行程序的时候bash进程默认会给子进程两张表 1argv[]命令行参数表(用户输入参数) 2env[]环境变量表(从OS的配置文件来)。
环境变量具有系统级的全局属性因为环境变量本身会被子进程继承下去 内建命令与外部命令 5. 程序地址空间 平台: kernel 2.6.32 32位
程序的地址空间分布图 先来看一段代码
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include unistd.h
#includesys/types.h
int g_val 0;
int main()
{pid_t id fork();if (id 0){perror(fork);return 0;}else if (id 0){ // childprintf(child[%d]: %d : %p\n, getpid(), g_val, g_val);}else{ // parentprintf(parent[%d]: %d : %p\n, getpid(), g_val, g_val);}sleep(1);return 0;
} 父子进程的地址是一样的? 变量也一样 我们再来给代码做点小改动
#include stdio.h
#include unistd.h
#include sys/types.h
#include stdlib.h
int g_val 0;
int main()
{pid_t id fork();if (id 0){perror(fork);return 0;}else if (id 0){ // child,子进程肯定先跑完也就是子进程先修改完成之后父进程再读取g_val 100;printf(child[%d]: %d : %p\n, getpid(), g_val, g_val);}else{ // parentsleep(3);printf(parent[%d]: %d : %p\n, getpid(), g_val, g_val);}sleep(1);return 0;
} 我们发现父子进程输出地址是一致的但是变量内容不一样1 变量内容不一样,所以父子进程输出的变量绝对不是同一个变量
2但地址值是一样的说明该地址绝对不是物理地址
3在Linux地址下这种地址叫做虚拟地址
4我们在用C/C语言所看到的地址全部都是虚拟地址物理地址用户一概看不到由OS统一管理
OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址 。 6. 进程地址空间 分页虚拟地址空间 父子进程是具有独立性的。
进程 PCBtask_struct 程序的代码和数据 。 子进程会把父进程的很多内核数据结构全拷贝一份地址空间的本质就是内核中的一个结构体对象。
为什么要有地址空间
a: 将无序变有序让进程以统一的视角看待物理内存以及自己运行的各个区域
b: 进程管理块和内存管理模块进行解耦
c: 拦截非法请求对物理内存做保护
