🎵一、冯诺依曼体系和操作系统

🎈1.1冯诺依曼体系结构

我们常见的台式计算机、笔记本以及不常见的公司使用的服务器，大部分都遵从冯诺依曼体系。

冯诺依曼体系结构主要讲述的是什么呢？它主要向我们介绍了计算机的基本架构：

输入设备：包括键盘、鼠标、扫描仪、写板等。

中央处理器(CPU):含有运算器、控制器等

输出设备：显示器、打印机、网卡等。

我们输入设备输入的数据必须先加载到内存(存储器)，才能被CPU处理，CPU能且只能对内存进行读写，不能访问外设(输入设备)。输出设备从内存读取信息。

🎈1.2操作系统

Ⅰ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)。简单来说，操作系统是一款软硬件资源管理的软件，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)

Ⅱ目的

设计操作系统的目的是为了与硬件交互，通过合理的管理软硬件资源，为用户提供良好的执行环境。

Linux操作系统内核是用C语言写的，所以它是如何管理硬件呢？操作系统本身并不管理硬件，驱动管理硬件，从硬件获取数据，对数据做管理，用struct结构体描述，把数据做分类描述，对应设备做特定的结构管理起来，比如队列，链表等数据结构。最后交付给操作系统，而我们用户通过操作系统提供的接口查看这些数据信息。

🎵二、进程

🎈2.1基本概念

进程：一个运行起来(加载到内存)的程序。也就是在内存中的程序，进程与程序相比，具有动态属性。

比如Windows下我们打开任务管理器就可以查看当前正在运行的程序，这些都是一个个独立的进程：

🎈2.2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，也就是PCB。Linux操作系统下的PCB是：task_struct。进程被转化为内核数据结构(task_struct)和进程对应的磁盘代码。

PCB概念的提出，使得对进程管理，变成了对进程对应的PCB相关管理。

task_struct 内容分类:

🖊标示符：描述本进程的唯一标示符,用来区分其他进程。

🖊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。

🖊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，使用的时间钟总和，时间限制，记账号等。

🖊其他信息。

🎈2.3进程基本指令

👓Ⅰps ajx

ps ajx :显示当前目录下所有进程

我们也可以通过管道检索指定正在运行的进程。比如：

当然，我们看向这些内容并不知道是什么数据，我们可以把它的标头打印出来方便我们查看。

👓Ⅱkill 指令

kill -l 我们查看一下这个指令。

kill指令集下有很多指令，我们这里需要着重关注的有三条指令 ：

🖊kill -9 终止进程

🖊kill -19 停止/暂停进程

🖊kill -18 继续进程

我们先来看如何终止一个进程。

这里的PID是进程的编号，Linux下的大多数对进程的操作都是对进程的PID，也可称之为它的ID进行操作。

执行过后，进程就被终止了。还有两个重要的kill指令，后续会提及。

👓Ⅲ getpid && getppid

getpid和getppid是Linux下获取当前进程和父进程id的函数。

//头文件
#include<unisted.h>
#include<sys/types.h>
//sunopsis
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
//返回值
getpid()   返回当前进程ID
getppid()  返回当前进程父进程ID

①getpid

我们写一个程序来查看一下它的ID：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
  while(1)
  {
    printf("我是一个进程，我的ID是%d\n",getpid());                                                 
    sleep(1);                                 
  }   
  return 0;
}

那么这个ID它真的可以代表这个进程吗？我们来验证一下：

通过验证，我们发现，确实如此，pid确实可以代表各个进程，就如同我们的学号对应一位同学。

②getppid

在了解pid之后，ppid又是何方神圣呢？ppid是当前进程的父进程的id。按照关系，当前进程是其父进程的子进程。

我们编写一个程序来查看一下父进程的id。

/*myprocess.c*/
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
  while(1)
  {
    printf("我是一个进程，我的ID是%d,父进程的ID是%d\n",getpid(),getppid());                                                 
    sleep(1);                                 
  }   
  return 0;
}

我们发现子进程的id每次运行程序都会变化，而父进程的id是不会变化的。也就是说，父进程相对于子进程来说只有一个，而子进程可以经父进程创建生成很多个，执行程序时由子进程来执行，就算挂了也不会影响父进程。而shell执行命令就是以子进程来执行的。

那么这里子进程的父进程到底是什么呢？其实就是当前的命令行解释器：

👓 Ⅳ fork

fork用于创建子进程。

/*fork*/
//头文件
#include<unisted.h>
pid_t fork(void);
//返回值
//如果创建成功，子进程的ID被返回给父进程，0返回给子进程。如果失败，-1返回给父进程，没有子进程创建并报错。

我们研究一下返回值就会发现一个惊奇的现象：如果创建成功，子进程的PID被返回给父进程，0返回给子进程。失败-1返回给父进程，没有子进程创建。我们发现fork的返回值有两个！！而这个会对我们的程序有什么影响呢？

我们看到，同一段代码执行了两次，这两次一次是父进程执行的，一次是子进程执行的。而在这里我们也可以看出系统和语言的不同，语言是不可能出现有两个返回值这样的情况的。

所以根据这种特性，我们在使用fork的时候，需要使用if条件判断执行。

如果我现在把正在执行的进程的可执行程序给删除，那么进程还会继续执行吗？

我们发现进程还在执行，但是我们查看exe文件会发现闪红并告诉我们deleted。