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

承上启下

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

通过系统调用获取进程标示符

通过系统调用创建进程-fork初识

批量注释

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，都是由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。

  

 

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"

• 管理的例子
• 描述被管理对象
• 组织被管理对象

         

对学生的管理，转换成对链表结构的增删整改等，该管理模型完成的过程即建模的过程。

 

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。

 

承上启下

        那在还没有学习进程之前，就问大家，操作系统是怎么管理进行进程管理的呢？很简单，先把进程描述起来，再把进程组织起来！

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。

 pcb内的属性与文件属性大部分没有关系，即与磁盘内的属性几乎没有关系

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。

ls/proc

 

• 大多数进程信息同样可以使用top和ps这些用户级工具来获取

[root@VM-12-17-centos lesson10]# cat Makefile
myprocess:myprocess.c
	gcc -o myprocess myprocess.c
.PHONY:clean
clean:
	rm -f myprocess
[root@VM-12-17-centos lesson10]# cat myprocess.c
#include <stdio.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
  while(1)
  {
    printf("hello process\n");
    sleep(1);
  }
  return 0;
}

 

通过系统调用获取进程标示符

进程id（PID）

父进程id（PPID）

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
 printf("pid: %d\n", getpid());
 printf("ppid: %d\n", getppid());
 return 0;
}

 

 

 

通过系统调用创建进程-fork初识

      （前面通过运行需要运行的文件创建子进程eg: ./myprocess ）

        现在我们运行 man fork 认识fork

        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）

[root@VM-12-17-centos lesson10]# cat myprocess.c
#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
int main()
{
  printf("AAAAAAAAAAAA\n");
  fork();
  printf("BBBBBBBBBBBB: pid:%d, ppid:%d\n",getpid(),getppid());
  sleep(1);

  return 0;
}

[root@VM-12-17-centos lesson10]# vim myprocess.c
[root@VM-12-17-centos lesson10]# make
gcc -o myprocess myprocess.c
[root@VM-12-17-centos lesson10]# ./myprocess
AAAAAAAAAAAA
BBBBBBBBBBBB: pid:592, ppid:28253
BBBBBBBBBBBB: pid:593, ppid:592

[root@VM-12-17-centos lesson10]# cat myprocess.c
#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>


int main()
{
  printf("AAAAAAAAAAAA:pid:%d ppid:%d\n",getpid(),getppid());
  fork();
  printf("BBBBBBBBBBBB: pid:%d, ppid:%d\n",getpid(),getppid());
  sleep(1);

  return 0;
}

[root@VM-12-17-centos lesson10]# ./myprocess
AAAAAAAAAAAA:pid:12409 ppid:28253
BBBBBBBBBBBB: pid:12409, ppid:28253
BBBBBBBBBBBB: pid:12410, ppid:12409

        两个返回值，父进程子进程返回的不同

[root@VM-12-17-centos lesson10]# cat myprocess.c
#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>


int main()
{
  printf("AAAAAAAAAAAA:pid:%d ppid:%d\n",getpid(),getppid());
  pid_t ret=fork();
  printf("BBBBBBBBBBBB: pid:%d, ppid:%d, ret:%d, &ret:%p\n",getpid(),getppid(),ret,&ret);
  sleep(1);
  
  return 0;
}
[root@VM-12-17-centos lesson10]# make
gcc -o myprocess myprocess.c
[root@VM-12-17-centos lesson10]# ./myprocess
AAAAAAAAAAAA:pid:18514 ppid:28253
BBBBBBBBBBBB: pid:18514, ppid:28253, ret:18515, &ret:0x7fffc8a3e39c
BBBBBBBBBBBB: pid:18515, ppid:18514, ret:0, &ret:0x7fffc8a3e39c

        if分流

#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

int main()
{
  pid_t ret=fork();
  if(ret==0)
  {
      //子进程
    while(1)
    {
       printf("我是子进程，我的pid是：%d,我的父进程是：%d\n",getpid(),getppid());
       sleep(1);
  
    }
  
  }
  else if(ret>0)
  {
    //父进程
    while(1)
    {
       printf("我是父进程，我的pid是：%d,我的父进程是：%d\n",getpid(),getppid());
       sleep(2);
  
    }
  }
  else 
  {}

  return 0;
}

                fork后执行流变成两个执行流，谁先运行由调度器，且代码共享，通常我们用if /elseif来执行流分流。

 

 

 

批量注释

批量注释首先第一在命令模式control v左下角出现v-block。那么那么v就vision视图的意思,视图块模式，然后选中j，(hjkl)，选中区选中之后,将你的输入切成大写,然后输入i，然后再输入双斜杠释，指定一行带ESC，此时批量化就注释完成

 
那么怎么样去进行去掉它的注释?那么control v然后选中区域（hjkl)。然后直接输入d即可,我们对应的内容全部删掉。