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[系统运维]Linux下的进程详解

简单来说进程就是运行中的程序,当一个程序运行起来的时候,有数据和指令需要被cpu执行处理,根据冯诺依曼体系结构,cpu不会直接去硬盘上找程序文件进行执行处理,需要首先将程序数据信息加载到内存中。然后cpu从内存中获取数据以及指令进行执行处理。

对于操作系统来说,进程就是PCB ,是一个程序运行的动态描述,通过PCB才能实现程序的运行调度管理。

PCB——Linux下的PCB 就是一个struct task_struct结构体,PCB描述信息能够让操作系统调度程序运行的时候,知道进程对应的指令以及数据在内存中的位置,让cpu知道该处理那些数据。

从上图可以看到程序是如何运行的,但是操作系统不能只运行一个程序吧,那么操作系统如何处理多个进行同时运行的呢?下来介绍一下cpu的分时机制:实现系统同时运行多个程序的技术,cpu进行程序处理的时候,并不会一次性将一个程序运行完毕才会运行下一个,而是每个程序都运行很短的时间(给一个程序分配一个时间片,时间片运行完毕,则由操作系统进行调度,让另一个程序的代码数据在cpu上进行处理)。

时间片——操作系统给每一个程序分配的cpu处理时间,时间运行完毕就切换下一个程序,时间片其实就是cpu运行时间段。

上文介绍到cpu不会一次性将一个程序运行完毕,那么就会有另外一个问题,当cpu再一次运行该程序时如何知道程序上一次运行的位置尼?这就要介绍两个知识——上下文数据,程序计数器,当cpu拿到一个程序的时候,会查看这两个信息,知道上一次该程序运行到那个位置。

上下文数据——程序运行过的指令和数据,程序运行中的指令和数据,程序即将运行的指令和数据,操作调度的切换进程运行的时候能让cpu知道切换到那个位置进行运行。

程序计数器——这个也属于上下文数据,保存的就是指令位置,切换程序之后知道从哪里运行。

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