> 作者簡(jiǎn)介：?舊言~，目前大二，現(xiàn)在學(xué)習(xí)Java，c，c++，Python等
> 座右銘：松樹千年終是朽，槿花一日自為榮。

> 目標(biāo)：了解馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)，掌握Linux的進(jìn)程

> 毒雞湯：一花凋零荒蕪不了整個(gè)春天，一次挫折也荒廢不了整個(gè)人生。

> 望小伙伴們點(diǎn)贊??收藏?加關(guān)注喲?????

??前言

????????我們最初學(xué)習(xí)Linux指令已經(jīng)可以用戶與操作系統(tǒng)交互了，往后面我們用Xshell可以編寫一些簡(jiǎn)單的代碼，這些只能算是入門，咱們學(xué)習(xí)Linux可不是這些，如果只學(xué)習(xí)這些的話，那在C語言中這些我們已經(jīng)掌握的比較熟練了????。學(xué)習(xí)Linux掌握的是各種代碼底層是如何運(yùn)行和使用的。

?主體

我們從以下學(xué)習(xí)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)及其進(jìn)程????。

??馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)

????????馮·諾依曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置，因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數(shù)據(jù)都是16位寬。

????????數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了計(jì)算機(jī)制造的三個(gè)基本原則，即采用二進(jìn)制邏輯、程序存儲(chǔ)執(zhí)行以及計(jì)算機(jī)由五個(gè)部分組成（運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備），這套理論被稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)。

截至目前，我們所認(rèn)識(shí)的計(jì)算機(jī)，都是有一個(gè)個(gè)的硬件組件組成：

• 輸入單元：包括鍵盤, 鼠標(biāo)，掃描儀, 寫板等
• 中央處理器(CPU)：含有運(yùn)算器和控制器等
• 輸出單元：顯示器，打印機(jī)等

關(guān)于馮諾依曼，必須強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)：

• 這里的存儲(chǔ)器指的是內(nèi)存
• 不考慮緩存情況，這里的CPU能且只能對(duì)內(nèi)存進(jìn)行讀寫，不能訪問外設(shè)(輸入或輸出設(shè)備)
• 外設(shè)(輸入或輸出設(shè)備)要輸入或者輸出數(shù)據(jù)，也只能寫入內(nèi)存或者從內(nèi)存中讀取。
• 一句話，所有設(shè)備都只能直接和內(nèi)存打交道。

這里說的光用文字是很難理解馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的，大家可搜說相關(guān)圖片用圖來了解馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。

??操作系統(tǒng)原理

什么是操作系統(tǒng)：

• 操作系統(tǒng)（英語：Operating System，縮寫：OS）是一組主管并控制計(jì)算機(jī)操作、運(yùn)用和運(yùn)行硬件、軟件資源和提供公共服務(wù)來組織用戶交互的相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)軟件程序。 根據(jù)運(yùn)行的環(huán)境，操作系統(tǒng)可以分為桌面操作系統(tǒng)，手機(jī)操作系統(tǒng)，服務(wù)器操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)等。

為什么要有操作系統(tǒng)：

• 手段：對(duì)下管理好軟硬件資源。
• 目的：對(duì)上提供一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境-->(為用戶提供穩(wěn)定的、高效的、安全的、的執(zhí)行環(huán)境)

用圖解釋操作系統(tǒng)：

操作系統(tǒng)本質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)做管理，而管理的模用一句話來概括：先描述，在組織。

總結(jié)：
計(jì)算機(jī)管理硬件

1. 描述起來，用struct結(jié)構(gòu)體
2. 組織起來，用鏈表或其他高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

??系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)

系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)概念描述：

• 在開發(fā)角度，操作系統(tǒng)對(duì)外會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)整體，但是會(huì)暴露自己的部分接口，供上層開發(fā)使用，這部分由操作系統(tǒng)提供的接口，叫做系統(tǒng)調(diào)用。
• 系統(tǒng)調(diào)用在使用上，功能比較基礎(chǔ)，對(duì)用戶的要求相對(duì)也比較高，所以，有心的開發(fā)者可以對(duì)部分系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行適度封裝，從而形成庫，有了庫，就很有利于更上層用戶或者開發(fā)者進(jìn)行二次開發(fā)。

那在還沒有學(xué)習(xí)進(jìn)程之前，就問大家，操作系統(tǒng)是怎么管理進(jìn)行進(jìn)程管理的呢？很簡(jiǎn)單，先把進(jìn)程描述起來，再把進(jìn)程組織起來！

??進(jìn)程

??概念描述

??描述進(jìn)程-PCB

• task_struct

task_struct-PCB的一種，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(huì)被裝載到RAM(內(nèi)存)里并且包含著進(jìn)程的信息 。

• task_ struct內(nèi)容分類

1. 標(biāo)示符: 描述本進(jìn)程的唯一標(biāo)示符，用來區(qū)別其他進(jìn)程。
2. 狀態(tài): 任務(wù)狀態(tài)，退出代碼，退出信號(hào)等。
3. 優(yōu)先級(jí): 相對(duì)于其他進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)。
4. 程序計(jì)數(shù)器: 程序中即將被執(zhí)行的下一條指令的地址。
5. 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
6. 上下文數(shù)據(jù): 進(jìn)程執(zhí)行時(shí)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]。
7. I／O狀態(tài)信息: 包括顯示的I/O請(qǐng)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。
8. 記賬信息: 可能包括處理器時(shí)間總和，使用的時(shí)鐘數(shù)總和，時(shí)間限制，記賬號(hào)等。
9. 其他信息

??查看進(jìn)程

• Makefile：

• myproc.c:

ps ajx | head -1 && ps ajx | grep "mypro" //查看自己的進(jìn)程

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

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

int main()
{
    printf("before fork: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());

    sleep(5);
    printf("開始創(chuàng)建進(jìn)程啦!\n");
    sleep(1);
    pid_t id = fork();
    if(id < 0) return 1;
    else if(id == 0)
    {
       // 子進(jìn)程
        while(1){
            printf("after fork, 我是子進(jìn)程: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d, return id: %d\n", getpid(), getppid(), id);
            sleep(1);
        }
    }
    else{
        // 父進(jìn)程
        while(1){
            printf("after fork, 我是父進(jìn)程: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d, return id: %d\n", getpid(), getppid(), id);
            sleep(1);
        }
    }
    sleep(2);
    return 0;
}

到了這里，關(guān)于【Linux】馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)及其進(jìn)程的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！