柚子快報激活碼778899分享：運維 【Linux】進(jìn)程序言

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寫在開頭

現(xiàn)在您看到的是我的結(jié)論或想法，但在這背后凝結(jié)了大量的思考、經(jīng)驗和討論

目錄

1. 馮.諾伊曼體系結(jié)構(gòu)2. 操作系統(tǒng)3. 計算機(jī)層狀結(jié)構(gòu)4. 進(jìn)程概念5.展望一下

1. 馮.諾伊曼體系結(jié)構(gòu)

在計算機(jī)硬件中，大部分都遵守馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示：

圖1 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)

存儲器：內(nèi)存

外設(shè)：

輸入設(shè)備： 鼠標(biāo)、鍵盤、攝像頭、話筒、磁盤、網(wǎng)卡…輸出設(shè)備： 顯示器、播放器、硬件、磁盤、網(wǎng)卡… 有的設(shè)備既是輸出又是輸入設(shè)備

中央處理器（即CPU）：

運算器： 對我們的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算任務(wù)（算術(shù)運算，邏輯運算）控制器： 對我們的計算硬件流程進(jìn)行一定的控制

運算器： 處理數(shù)據(jù) 控制器： 處理代碼 各個硬件單元必須用"總線"（主要為系統(tǒng)總線、IO總線）連接起來

通過馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)可知道一個程序要運行，必須先加載到內(nèi)存中運行才可以，這是因為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備處理時間為秒，而中央處理器處理時間為微秒，差距過于明顯。 如果沒有存儲器作為中介則計算機(jī)整體運行效率低下。而有了存儲器之后，輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)會先緩存到存儲器中，積累一定的量之后中央處理器開始處理，而在緩存的過程中，中央處理器可以處理其他的任務(wù)（例如檢查計算機(jī)狀態(tài)，釋放各種各樣的資源，定期刷新數(shù)據(jù)等等），恰好存儲器的運行效率處于輸入輸出設(shè)備與中央處理器之間，相較于沒有存儲器而言，提高了整體計算機(jī)運行效率。

2. 操作系統(tǒng)

為了更好地控制硬件，而創(chuàng)建了操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)（即OS）： 是一款為了給用戶提供一個良好（穩(wěn)定、高效、安全）的運行環(huán)境，而對硬件和軟件管理的軟件 操作系統(tǒng)包括：

內(nèi)核： 進(jìn)程管理，內(nèi)存管理，文件管理，驅(qū)動管理其他程序： 例如函數(shù)庫，shell程序等等

在開發(fā)角度，操作系統(tǒng)對外會表現(xiàn)為一個整體，但是會暴露自己的部分接口，供上層開發(fā)使用，這部分用操作系統(tǒng)提供的接口叫做系統(tǒng)調(diào)用 但系統(tǒng)調(diào)用在使用上，功能比較基礎(chǔ)，對用戶的要求也比較高，所以部分有能力的開發(fā)者對部分系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行適度封裝，從而形成了庫，有了庫，就有利于更上層用戶或者開發(fā)者進(jìn)行二次開發(fā)，甚至一些人在操作系統(tǒng)之上弄出來了開發(fā)語言，供開發(fā)人員編寫程序。

3. 計算機(jī)層狀結(jié)構(gòu)

計算機(jī)層狀結(jié)構(gòu)，具體如圖2所示：

圖2 計算機(jī)層狀結(jié)構(gòu)

4. 進(jìn)程概念

操作系統(tǒng)的管理，實際上是通過對數(shù)據(jù)的管理，從而達(dá)到對軟硬件資源的管理。而對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理則都是先描述，再組織，最終可以轉(zhuǎn)化成對某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的增刪查改，因此操作系統(tǒng)中一定會存在著大量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這也是為什么要學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這本書的原因所在。

進(jìn)程： 一個已經(jīng)加載到內(nèi)存的程序

操作系統(tǒng)可以同時運行多個進(jìn)程，但形成真正進(jìn)程時，操作系統(tǒng)要先創(chuàng)建描述進(jìn)程（即進(jìn)程的屬性）的結(jié)構(gòu)體對象【即PCB（全稱process ctrl block —進(jìn)程控制塊】

進(jìn)程（也稱為task）= 內(nèi)存PCB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對象（即這個進(jìn)程的所有屬性值）+ 自己代碼和數(shù)據(jù)（code&date） 大致如圖3所示：

圖3 進(jìn)程大致結(jié)構(gòu)圖

Linux當(dāng)中的PCB實現(xiàn)： 在Linux中描述進(jìn)程的結(jié)構(gòu)體叫做task _struct。task_struct是Linux內(nèi)核的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它會被裝載到RAM（即內(nèi)存）里并且包含著進(jìn)程的信息。 task_struct內(nèi)容包含著：

標(biāo)志符：描述本進(jìn)程的唯一標(biāo)識符，用來區(qū)別其他進(jìn)程。狀態(tài)：任務(wù)狀態(tài)，退出代碼，退出信號等。優(yōu)先級：相對于其他進(jìn)程的優(yōu)先級。程序計數(shù)器：程序中即將被執(zhí)行的下一條指令的地址內(nèi)存指針：包括程序代碼和進(jìn)程相關(guān)數(shù)據(jù)的指針，還有和其他進(jìn)程共享的內(nèi)存塊的指針上下文數(shù)據(jù)：進(jìn)程執(zhí)行時，處理器的寄存器中的數(shù)據(jù)[休學(xué)例子，要加圖CPU，寄存器]I/O狀態(tài)信息：包括顯示的I/O請求，分配給進(jìn)程的I/O設(shè)備和被進(jìn)程使用的文件列表記賬信息：可能包括處理器時間總和，使用的時鐘數(shù)總和，時間限制，記賬號等其他信息

Linux內(nèi)核中組織進(jìn)程，最基本的組織進(jìn)程task_struct的方式，采用雙向鏈表組織

5.展望一下

計算機(jī)中這些可以好好看下： 操作系統(tǒng)（必學(xué)） 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（必學(xué)） 計算機(jī)組成 編譯原理（本質(zhì):算法）

C/C++語言的最終表現(xiàn)形式：一套的編譯器、頭文件、庫文件（輔助C/C++教材）

6. 夾帶私貨

若你能看到看到這篇文章且能看到這，則說明你我有緣，留個關(guān)注吧，后面還會接著計算機(jī)408、底層原理、開源項目、以及數(shù)據(jù)、后端研發(fā)相關(guān)、實習(xí)、筆試/面試、秋招/春招、各種競賽相關(guān)、簡歷相關(guān)、考研、學(xué)術(shù)相關(guān)……，祝你我變得更強

好的，到此為止啦，祝您變得更強 7.想說的話

實不相瞞，寫的每篇博客都要寫五六個小時（加上自己學(xué)習(xí)和紙質(zhì)筆記，共八九小時吧），很累，希望大佬支持

道阻且長 行則將至個人主頁：在線OJ的阿川大佬的支持和鼓勵，將是我成長路上最大的動力

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