【Linux】进程序言

这里是阿川的博客，祝您变得更强

✨ 个人主页：在线OJ的阿川
💖文章专栏：Linux入门到进阶
🌏代码仓库：

写在开头

现在您看到的是我的结论或想法，但在这背后凝结了大量的思考、经验和讨论

在这里插入图片描述

1. 冯.诺伊曼体系结构

在计算机硬件中，大部分都遵守冯诺依曼体系结构，具体如图1所示：

图1 冯诺依曼体系结构
存储器：内存

外设：

输入设备： 鼠标、键盘、摄像头、话筒、磁盘、网卡…
输出设备： 显示器、播放器、硬件、磁盘、网卡…
有的设备既是输出又是输入设备

中央处理器（即CPU）：

运算器： 对我们的数据进行计算任务（算术运算，逻辑运算）
控制器： 对我们的计算硬件流程进行一定的控制

运算器： 处理数据
控制器： 处理代码
各个硬件单元必须用"总线"（主要为系统总线、IO总线）连接起来

通过冯诺伊曼体系结构可知道一个程序要运行，必须先加载到内存中运行才可以，这是因为输入设备和输出设备处理时间为秒，而中央处理器处理时间为微秒，差距过于明显。 如果没有存储器作为中介则计算机整体运行效率低下。而有了存储器之后，输入设备的数据会先缓存到存储器中，积累一定的量之后中央处理器开始处理，而在缓存的过程中，中央处理器可以处理其他的任务（例如检查计算机状态，释放各种各样的资源，定期刷新数据等等），恰好存储器的运行效率处于输入输出设备与中央处理器之间，相较于没有存储器而言，提高了整体计算机运行效率。

2. 操作系统

为了更好地控制硬件，而创建了操作系统

操作系统（即OS）： 是一款为了给用户提供一个良好（稳定、高效、安全）的运行环境，而对硬件和软件管理的软件
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

在开发角度，操作系统对外会表现为一个整体，但是会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分用操作系统提供的接口叫做系统调用
但系统调用在使用上，功能比较基础，对用户的要求也比较高，所以部分有能力的开发者对部分系统调用进行适度封装，从而形成了库，有了库，就有利于更上层用户或者开发者进行二次开发，甚至一些人在操作系统之上弄出来了开发语言，供开发人员编写程序。

3. 计算机层状结构

计算机层状结构，具体如图2所示：

图2 计算机层状结构

4. 进程概念

操作系统的管理，实际上是通过对数据的管理，从而达到对软硬件资源的管理。而对数据进行管理则都是先描述，再组织，最终可以转化成对某种数据结构的增删查改，因此操作系统中一定会存在着大量的数据结构，这也是为什么要学数据结构这本书的原因所在。

进程： 一个已经加载到内存的程序

操作系统可以同时运行多个进程，但形成真正进程时，操作系统要先创建描述进程（即进程的属性）的结构体对象【即PCB（全称process ctrl block —进程控制块】

进程（也称为task）= 内存PCB数据结构对象（即这个进程的所有属性值）+ 自己代码和数据（code&date）
大致如图3所示：

图3 进程大致结构图