[系统运维]初步了解操作系统

冯诺依曼体系结构

• 中央处理器（CPU）:进行算数运算和逻辑运算

• 存储器：存储数据，包括内存和外存，其中内存空间小，访问速度快；外存相反。

CPU

• CPU在制造时被提供以一组由二进制数据组成的指令，CPU的核心功能就是执行指令。

• 编写的代码会被编译器/JVM转译成CPU指令，由CPU执行

• 代码编译好后得到的一组二进制CPU指令将被存储进磁盘当中，当执行操作时，操作系统将CPU指令存储进内存当中，再由CPU来读取执行。

• 寄存器：存在于CPU当中，能够存储数据，相比于内存，访问速度快很多，空间大小小很多。

操作系统

• 操作系统是一个管理软件，包括硬件设备和软件资源。

• java代码是在应用层来执行的。JVM将操作系统的一些API封装好了。

• 

进程

• 进程是按照一定的CPU指令来执行一些计算工作的。

• 执行程序时，操作系统也会创建一个进程。

• 现代操作系统支持多任务并发操作，极大提升效率。

• 操作系统管理进程：

  1. 描述：task struct结构

  2. 组织：使用双向链表将task struct变量穿起来.

• task struct:

  1. PID：进程的标识

  2. 进程的内存指针：描述了进程持有资源的范围。

  3. 进程的优先级：决定了进程执行的顺序

  4. 进程的上下文：记录了进程的状态以及进程执行的程度。当进程在CPU中执行一段时间后，就会被调度下去，记录当前状态，保证下次执行时能继续之前的进度。

  5. 进程的记账信息：统计信息，记录进程调度多少次。

  6. 进程状态：

     

     • 就绪：进程处于可运行状态，但是CPU时间片还没轮到该进程.

     • 运行：进程处于可运行状态，并且CPU时间片转到该进程，程序正在运行。

     • 阻塞：进程不具备运行条件，等待某个事件完成。

     ......

• 时间片：进程运行的一段时间。

• 并行：进程和进程之间是同时进行的。

• 并发：微观角度，进程是串行执行的；宏观是”同时“执行的。

• 用户态：应用程序执行进程

• 核心态：操作系统内核执行进程