微网站建设网站,合肥网站建设网站制作,南宁网警,软件开发工程师简历模板目录
一#xff0c; 冯* 诺依曼体系结构
1#xff0c;存储结构
编辑
二#xff0c; 操作系统
1#xff0c;概念
2#xff0c;设计OS的目的
3#xff0c;定位
4#xff0c;如何理解 管理
5#xff0c; 总结
三#xff0c;进程
1. 概念 那么…
目录
一 冯* 诺依曼体系结构
1存储结构
编辑
二 操作系统
1概念
2设计OS的目的
3定位
4如何理解 管理
5 总结
三进程
1. 概念 那么如何区分进程 程序
2. PCB —— 描述进程
3. 组织进程
补充 cwd 4. task_struct ——PCB (1) PID——标识符
5.父子进程
补充 fork()函数
fork函数——if分流
父子进程——各自优先级
6. 进程状态【Linux操作系统】
1. 新建
2. 运行状态
3. 阻塞
4. 挂起
6. liunx内核中的进程状态
(1) S睡眠状态sleeping): (2) R运行状态running:
(3) D磁盘休眠状态Disk sleep
(4) T停止状态stopped
T 区别于 S
(5) X死亡状态dead
(6) Z僵尸状态
僵尸进程的危害
(7) 孤儿进程 7. 进程优先级
修改优先级 一 冯* 诺依曼体系结构 1存储结构 我们知道一个程序的执行速度需要数据的输入输出。那么如果CPU直接与输入设备进行交互那么会是这样的情况输入设备输入10s的数据CPU处理花了1ms然后输出又花了10s这样会导致机器性能很差
而冯洛依曼想到了用内存与CPU打交道这样就变成了4秒的数据输入1ms的处理4秒的输出变相的提高了计算机效率。 举一个例子我与一个老表进行微信交流。他们之间的数据流动流程图如下 二 操作系统
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 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 2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 3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 4如何理解 管理
管理步骤 1. 描述被管理对象 2. 组织被管理对象 关于操作系统银行例子 5 总结 操作系统就是给用户提供一个安全稳定简单的执行环境。
1. 操作系统管理先描述再组织
2. 操作系统对外服务是通过提供系统调用接口 三进程
1. 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。 其实我们启动一个软件本质上是创建一个进程; 并且在linux中输入一个命令在系统层面创建了一个进程 那么如何区分进程 程序 问 一个系统中能存在大量进程吗 答案是可以的 当大量进程进入内存CPU需要对进程优先级进行排序而它做不到 它只能读数据那么这个时候就需要对进程进行管理那么我们如何创建进程 1. 先描述 通过结构体PCB描述进程属性块 2. 再组织 (通过数据结构如链表顺序表红黑树等将进程组织起来) 那么我们开始来管理进程 2. PCB —— 描述进程 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PCBprocess control blockLinux操作系统下的PCB是: task_struct 在windows中PCB就是一个表示进程模块的结构体 在Linux中PCB的具体是 struct task_struct{......// 进程的所有属性} task_struct 是 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。 3. 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。 那我们如何查看一个进程
1. 我们制作一个死循环程序然后执行程序。 2再打开另一个窗口查看进程。 指令ps axj | grep 需要查看的程序 回到死循环程序我们通过ctrl c退出死循环程序再次检测可以发现死循环进程消失。 同样的我们可以通过输入top命令而这就是Linux下的任务管理器 补充 cwd 输入 ls /proc // 功能是通过文件形式来展示进程 我们随便进入一个进程查看里面文件属性这里就有我们要找的cwd文件 转成详细页ls /proc/13712 // 13712是Test进程的PID 那这些PPIDPID是什么玩意儿下面我们会进行分析。 4. task_struct ——PCB 前面我们可以看到有这些类 标示符 PID: 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。权限决定能与不能优先级是能后的顺序程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。所以程序计数器是不断被修改的内存指针: 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。可以通过PCB找到进程中的数据上下文数据: 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]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。 其他信息 (1) PID——标识符 功能 标示符 PID: 描述本进程的唯一标示符用来区别其他进程。 那么我们怎么在main函数中获取特定的进程的PID呢 getpid() // 获取本进程PID getppid() // 获取父进程PID 需要包含系统函数头文件 #include sys/types.h 我们在源码中运用getpid()函数获取本程序的PID
结果如图 这里除了 在程序运行时ctrl c可以终止进程也可以通过 输入命令 kill -9 PID 结束进程。 这里不对kill进行讲解。 5.父子进程
补充 fork()函数 功能在fork函数调用处创建一个子进程独立于父进程fork之后代码父子共享。 返回值1. 在父进程中返回子进程的PID 2. 在子进程返回 0 3. 失败返回 -1 问为啥会有两个返回值呢 答fork()函数中父子进程各自执行自己的return语句 fork函数——if分流 我们知道父子进程公用fork函数之后的代码。可父子进程大多都是运行不同的代码那我们如何进行分开呢
利用fork的返回值进行if 分流 id 在父进程里面是 子进程的PID 在子进程里面是 0 。
关于fork函数内部逻辑 创建一个进程内部属性以父进程内部属性为模板。 父子进程——各自优先级
问 父子进程中先执行父进程再执行子进程吗 不一定 原因CPU可能运行一个父进程10ms后先不执行了再次入运行队列而这时子进程就在执行。关于谁先运行不一定这个取决于操作系统的调度器决定。 6. 进程状态【Linux操作系统】 1. 新建
字面意思。 就是给一个程序创建有一个进程。 2. 运行状态
task_struct在运行队列中开始排队时就是运行状态。 3. 阻塞
等待非CPU资源叫做阻塞状态。
比如我们进行scanf / cin 进行键盘输入时在等待键盘数据录入这就是一个阻塞状态。 4. 挂起
当内存不足时OS适当地置换进程的代码和数据到磁盘此时进程叫做挂起状态。 6. liunx内核中的进程状态
为了弄明白正在运行的进程是什么意思我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态在Linux内核里进程有时候也叫做任务。 (1) S睡眠状态sleeping): 意味着进程在等待事件完成 这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠——可以通过kill -2 指令中断S为T状态 对应阻塞状态 输入 while :; do ps axj | head -1 ps axj | grep 运行文件名 | grep -v grep ; sleep 1; done // 可查看最新的进程运行状况周期为1秒 (2) 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。 以上面代码为例将cout代码注释掉这样就不在占用输出设备资源了则一直都在R状态。 细节我们发现状态栏中有SR 其中又是什么意思呢 “”这里的含义是一个前台进程其结果会占用我们与bush的聊天界面我们无法输入指令可以ctrl c 退出同理没有“”的状态为后台进程不会占用聊天框我们可以继续输入指令。 但启动程序时要 ./程序 它会返回其PID不用时kill -9 PID 杀死即可。 (3) D磁盘休眠状态Disk sleep 有时候也叫不可中断睡眠状态uninterruptible sleep——深度睡眠在这个状态的进程通常会等待IO的结束。不可被被动中断kill都不能杀掉除非拔电源 (4) 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。比如gdb调试 kill -19 // 暂停进程
kill -18 // 继续进程
T 区别于 S 睡眠进程是等待非CPU资源 对应的是阻塞状态。暂停状态原先是运行状态没有等待资源仅仅是暂停了。 (5) 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.(当大量进程结束时操作系统忙不过来那这时进程就会标记为X进程随时准备被回收) (6) Z僵尸状态 一个进程已经退出但还不能被OS回收处于一个等待被检测的状态叫做僵尸状态。 那为啥要有这种状态 为了状态保持让父进程或者OS来检测。 所谓的保持指代码和数据被回收了进程的PCB还保留着。 僵尸进程的危害 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状态是的 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一直都要维护是的 那一个父进程创建了很多子进程就是不回收是不是就会造成内存资源的浪费是的 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 内存泄漏?是的 (7) 孤儿进程
概念 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 父进程先退出子进程就称之为“孤儿进程”孤儿进程被1号init进程领养当然要有init进程回收喽 我们简单创建一个父进程先退出子进程后退出的场景。发现 7. 进程优先级 概念 cpu资源分配的先后顺序就是指进程的优先权priority。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。 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。 查看优先级输入 ps -al // 会显示机器所以进程 我们很容易注意到其中的几个重要信息有下 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CPU执行 NI 代表这个进程的nice值 优先级的修正值范围是-20到19共40个级别。 每次设置nice值时PRI都是默认值一般80 Linux优先级具体做法 优先级 老的优先级PRI nice值(NI) 修改优先级 输入 top 指令 进入top后按“r”–输入进程PID–输入nice值 有时需要提高权限sudo一下即可前提是设置过信任用户 结语
本小节就到这里了感谢小伙伴的浏览如果有什么建议欢迎在评论区评论如果给小伙伴带来一些收获请留下你的小赞你的点赞和关注将会成为博主创作的动力。
