操作系统的发展历史:
1、串行处理;
2、批处理;
3、多道程序设计;
4、分时系统;
5、实时系统。
计算机组成:
总线:数据总线、地址总线、控制总线
操作系统对于进程的管理:
进程:运行中的程序。(在计算机中是一组有序指令、数据、资源的集合)
程序:存储在磁盘上的可执行文件。
计算机管理进程
1、管理内存上进程相关的数据;
2、管理的是进程的属性:pid、state、exit-code、优先级、程序计数器、程序上下文……
PCB(进程控制块):pid、state、exit-code、优先级、程序计数器、程序上下文……
僵死进程:PCB依旧保存,进程实体已经释放。
操作系统:
进程(进程/线程管理)、内存(内存管理方案)、磁盘(文件系统)
系统编程:
1、主函数的参数
int main (int argc, char *argv[ ], char *envp[ ])
argc:(整型值)argv中传递的指针的个数(传递给main函数的参数个数)
argv:(字符指针数组)传递给主函数的参数列表
envp:(字符指针数组)传递给主函数的环境变量 PATH LD_LIBRARY_PATH
2、缓冲区→缓存系统
输入缓冲区:scanf
输出缓冲区:printf
缓冲区输出条件:
1、程序结束(不能以_exit/_Exit结束);
2、遇到“\n”;
3、主动刷新fflush(stdout);
4、缓冲区满。
3、Linux文件操作函数 (open、read、write、close、lseek 、stat)
int open (const char *pathname, int flag, /*int mode*/)
pathname:指定打开文件的路径+文件名
flag:操作模式 O_RDONLY O_WRONLY O_RDWR O_CREATE O_APPEND
mode: 指定新创建文件的权限,只有在O_CREATE时,才需要
返回值:-1 出错
文件描述符:主要用于read write close lseek
int read (int fd, void *buff ,int size);
fd: open 返回值 文件描述符
buff:指定获取的数据在程序中存储的起始位置
size:本次最多读取的字节个数,一般为缓冲区大小
返回值:-1 出错 成功返回读到的字节个数
int write (int fd ,void *buff, int datalen);
buff:指定需要写入文件的数据的起始位置
datalen:写入数据的长度
返回值:-1 出错 返回写入的字节个数
int close(int fd);
int lseek(int fd, int pos ,int flag);
pos:位置
flag:标记
4、系统调用函数与库函数的区别
库函数:在用户态调用,在用户态执行
系统调用函数:在用户态调用,在内核态执行
5、系统调用函数的执行流程(用户态切换内核态的过程)
1、调用系统调用函数→软中断
2、缺页异常→硬中断
硬中断:
硬中断是由硬件产生的,比如,像磁盘,网卡,键盘,时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ(中断请求)。基于IRQ,CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上(注:硬件驱动通常是内核中的一个子程序,而不是一个独立的进程)。
1. 处理中断的驱动是需要运行在CPU上的,因此,当中断产生的时候,CPU会中断当前正在运行的任务,来处理中断。在有多核心的系统上,一个中断通常只能中断一颗CPU(也有一种特殊的情况,就是在大型主机上是有硬件通道的,它可以在没有主CPU的支持下,可以同时处理多个中断。)。
2. 硬中断可以直接中断CPU。它会引起内核中相关的代码被触发。对于那些需要花费一些时间去处理的进程,中断代码本身也可以被其他的硬中断中断。
3.对于时钟中断,内核调度代码会将当前正在运行的进程挂起,从而让其他的进程来运行。它的存在是为了让调度代码(或称为调度器)可以调度多任务。
软中断:
仅仅是由当前正在运行的进程所产生的。
1. 通常,软中断是一些对I/O的请求。这些请求会调用内核中可以调度I/O发生的程序。对于某些设备,I/O请求需要被立即处理,而磁盘I/O请求通常可以排队并且可以稍后处理。根据I/O模型的不同,进程或许会被挂起直到I/O完成,此时内核调度器就会选择另一个进程去运行。I/O可以在进程之间产生并且调度过程通常和磁盘I/O的方式是相同。
2. 软中断仅与内核相联系。而内核主要负责对需要运行的任何其他的进程进行调度。一些内核允许设备驱动的一些部分存在于用户空间,并且当需要的时候内核也会调度这个进程去运行。
3. 软中断并不会直接中断CPU。也只有当前正在运行的代码(或进程)才会产生软中断。这种中断是一种需要内核为正在运行的进程去做一些事情(通常为I/O)的请求。