【linux】体系结构和os管理-编程知识

【linux】体系结构和os管理

冯诺依曼体系结构

在这里插入图片描述
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

这里的存储器指的是内存
三者是相互连接的，设备之间会进行数据的来回拷贝，拷贝的整体速度，决定计算机效率的指标
为什么在体系结构中要存在内存？
cpu读取数据非常快，计算也非常快，而输入设备输入的速度较慢相比cpu读取速度

在这里插入图片描述

所以我们先要将数据加载到内存中去，在内存中积累起来，然后cpu处理内存中的大量数据，计算机效率问题就变成了内存效率问题，内存可以看做介于设备和cpu之间的一个超大缓存.
在数据层面，cpu只和内存打交道，外设和内存打交道，磁盘是外设.
设想一下，你和你的铁铁怎么聊天呢？？
忽略网络上的知识，你打的字通过键盘这个输入设备加载到内存中去，然后cpu从内存中读取数据，经过处理，将数据拷贝到输出设备上（网卡），忽略网络原因，然后传到你铁铁的输入设备（网卡）上，然后将数据加载到你铁铁的内存中，经过cpu处理，将数据拷贝到你铁铁的屏幕上去了；

操作系统(Operator System)

当你打开电脑的一瞬间，操作系统就被加载了；
操作系统是一个进行软硬件资源管理的软件，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
在这里插入图片描述
管理的例子
在学校，校长属于管理者，就好像这里的管理者，而我们学生就相当于底层的硬件，而在学校，一般校长是和我们不会见面的，驱动就相当于我们的导员，为执行者，那我们和校长不见面，校长怎么管理我们啊？？
本质上只需要将你的个人信息（数据）做管理即可，对数据进行决策
我们的个人信息可以通过执行者交给管理者，管理者面对大量的信息，对我们数据的管理，就相当于对我们人的管理.
这里也可以联想到我们之前写的通讯录，需要先写个结构体保存我们的信息，然后在通过链表，或者其他的数据结构将所有人的信息组织起来，所以校长对学生的管理也就变成了对链表的增删查改

总结一下：管理就相当于先描述，再组织
操作系统工作我们可以理解为一个银行的大系统，操作系统类比行长，而底层硬件可以理解为银行所有的硬件设施，行长是不直接和硬件设备打交道，驱动程序就是我们银行的工作人员，相当于执行者，包括后勤人员，后勤人员将硬件的信息统计起来交给行长，行长对信息进行描述，组织，就相当于对硬件设施的管理，而默认银行系统是对任何人不信任的，对外提供功能，只暴露几个窗口，在操作系统内核，也只提供几个接口对外提供功能，为了更好的提供服务，银行会在外面也设置几个服务人员，而操作系统内核也会提供第三方库，和shell程序，和用户打交道.

进程

我们可以启动多个程序，将.exe加载到内存，并且操作系统会对加载到内存的程序进行管理，如何管理，就是先描述在组织；
当.exe 被我们打开，操作系统就会把该程序的进程加载到内存，进程包括程序的数据和代码（内容）+程序的属性，而针对于程序属性，操作系统会使用pcb结构体进行描述，对进程的管理，转化成对pcb对象的管理，在内存中的所有进程会通过将所以进程对应的pcb结构体节点通过复杂的双向链表连接起来，理论上pcb结点可以通过任何数据结构进行管理，PCB（进程控制块），可以理解为进程属性的集合。
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
几乎所有的独立指令，就是程序，运行起来变成进程.
而task_ struct内容分类，我们后面再讲.
进程的查看

ps指令可以查看我们自己的进程信息
ps axj指令可以查看所有任务进程的信息
ps axj | head-1带数据对应的名称
ps axj | head - l &&grep '可执行程序或该进程id‘ 查看对应可执行程序的进程信息
top 也可以查看进程信息
ls /proc 将进程信息通过文件形式显示出来
ls /proc -al 查看进程发现是目录形式

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

只有一个云服务器无法演示显示一个正在执行的程序的进程信息
我们看不懂这些进程信息，如果出现一个exe的进程会标记当前进程对应的可执行程序的路径，还有一个cwd,当执行一个程序，cwd进程会记录该进程的工作路径
在这里插入图片描述
pid是你该进程的进程id
ppid是你该进程的父进程id
1.如何获取运行程序的pid