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冯诺依曼结构

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我们常见的计算机，手机，服务器都是遵循冯诺依曼结构，

硬件

存储器：内存
外设

  • 输入设备： 键盘,鼠标,摄像头,声卡,磁盘，网卡
  • 输出设备：显示器，播放器，磁盘，网卡

CPU

  • 运算器：对数据进行计算（逻辑计算，算术计算）
  • 控制器：对硬件流程进行控制

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从上到下，离CPU越来越远，

内存存在意义？
如果没有内存，输入设备存储效率太慢了，CPU存储速度又太快了，输出设备存储效率又太慢了，一套流程下来，时间全用来等待数据传输了。

内存：

硬件级别的缓存空间，处于核心地位
用来缓冲，内存存储效率较快，输入设备把数据先给内存，内存再和硬盘交互

程序进度条

#include <iostream>
  #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
      using namespace std;
      int main()
      {
      int n=11;
      while(n--)
      {
      printf("\r%-2d",n);
      sleep(1);
      }
      return 0;
      }

为什么不是1秒打印1个数，而是10秒后全部打印出来了？
答：进缓存了，在内存缓存

解决方法：刷新显示器

printf("\r%-2d",n);
sleep(1);
fflush(stdout);

冷知识：
回车代表的是回到当前行开头，是老式打字机那样
我们键盘的回车键，实际上是换行加回车
我们C语言的/n实际上是换行加回车，/n自动刷新显示器
C++的endl也是自动刷新显示器了

强调

  • 不考虑缓存情况，这里CPU不能访问输入设备和输出设备，只能对内存进行读写
  • 外设要输入输出数据，也只能从内存中获取
  • 所有人都只能和内存打交道

软件数据流程理解

比如我打开qq和朋友聊天，就会经历两次冯诺依曼

我：键盘-> 输入文字 ->显示器+网卡
朋友：网卡 -> 缓存 -> 显示器
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操作系统

概念

每个计算机都包括一个基本程序集合，称为操作系统,简单理解：分为两部分

  • 内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）
  • 其他程序（shell程序，函数库）

是什么

操作系统是一款管理软硬件资源的软件

为什么管理

1，帮助用户管理好软硬件资源
2，给用户一个良好稳定安全高效的运行环境

怎么管理

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操作系统要管理软硬件资源，注定了里面存在大量的数据


操作系统不信任用户！，操作系统为了保证数据安全，以接口形式让用户访问内部数据
接口是操作系统用C语言写的，自己内部的函数调用——系统调用

所有访问操作系统的行为，都只能通过系统调用完成

库函数和系统调用：
是上下级的关系，比如printf就属于库函数lib

比如：怎么管理一个学校学生数据
先描述：

struct student
{
char* name;
int age;
//----
struct student* next;
}

再管理：
用链表把每个学生串联起来即可

承上启下

操作系统怎么把进程管理起来？
答：先把进程描述出来，再把进程组织起来

进程

概念

一个已经加载到内存中的程序，一个正在运行的程序

描述进程——PCB

描述进程的属性的集合，课本上叫做PCB，
在Linux中，描述进程属性task_struct结构体,task_struct是PCB的一种

task_struct会被加载到内存中，与代码数据共同形成进程
管理进程，也就是把一个个task_struct单链接起来，增删查改，我们不管理代码数据，只关注属性，
进程= task_struct + 代码加数据
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查看进程

ls /proc/id
ps axj | grep 文件名 | grep -v grep

持续打印进程

while :; do ps axj | head -1 && ps axj| grep 文件名 | grep -v grep; sleep 1;done

系统调用获取进程符

getpid()获取进程id
getppid()获取父进程id

#include <stdio.h>
  #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
      int main()
      {
      printf("pid: %d\n", getpid());
      printf("ppid: %d\n", getppid());
      return 0;
      }