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一、认识冯诺依曼系统
二、操作系统
1.概念
2.设计os的目的
3.定位
4.如何理解管理
三、系统调用和库函数
四、进程
1.基本概念
2.描述进程-PCB
3.组织进程
4.查看进程
5.通过系统调用获取进程标识符
6.通过系统调用创建进程-fork初识
6.1fork原理
1.fork做了什么
2.fork如何看代码和数据
3.如何理解fork有两个返回值
一、认识冯诺依曼系统
1.冯诺依曼体系结构
我们常见的计算机，比如笔记本，服务器等，大部分都遵守冯诺依曼体系。冯诺依曼体系结构如下：
冯诺依曼体系结构： 由输入设备、输出设备、cpu(运算器，控制器）、存储器组成。
输入设备包括：键盘，话筒，摄像头，网卡，磁盘，扫描仪，写板等，
输出设备包括：显示器，磁盘，网卡，声卡，音响，打印机等。
输入输出设备一般称为外围设备，外设一般读取速度较慢，以磁盘为例，相比于内存，磁盘的读取速度较慢。所以引入内存，内存主要是对数据做预加载，cpu在进行数据计算的时候，不需要访问外设，只需要读取内存就可以。
对冯诺依曼体系结构，深入到对软件数据流理解上，例如：登录qq开始和某位朋友聊天，数据的流动过程：先从本机A上键盘输入数据，显示到本地的显示屏上，写入到内存，通过cpu进行处理，最后通过网卡发送到朋友B的网卡上。朋友B从网卡上读取数据，放到内存中，通过cpu解密进行处理，最后显示到输出设备显示屏上。
二、操作系统
1.概念
任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，统称为操作系统。笼统的理解，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（函数库，shell程序等）
2.设计os的目的
与硬件进行交互，管理所有的软硬件资源
为用户（应用程序）提供一个良好的执行环境
3.定位
在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是：一款真正搞管理的软件
4.如何理解管理
比如：学校中有校长，辅导员，学生三个角色，校长进行决策，辅导员实现决策被执行，学生参与执行。管理：对数据做建模，管理员和被管理者不需要直接沟通，通过决策被执行拿到数据，进行管理。比如学生的数据:年龄，姓名，学号，电话，成绩等。统计好数据，最后决策者进行建模，比如构建一个结构体，存储学生的数据，最后构建成链表，对数据做增删改查。综上，管理就是：先描述，后执行。
三、系统调用和库函数
在开发角度，操作系统对外表现为一个整体，但是只会暴露自己的部分接口供上层开发使用，这部分由操作系统提供的接口，称为系统调用。
系统调用在使用的基础上，功能比较基础，对用户的要求相对较高，所以，有心的开发者可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成库，库就更有利于更上层用户或开发者进行二次开发
四、进程
1.基本概念
进程的书本概念是：程序的一个执行实例，正在执行的程序等。
进程从内核角度看：文件保存在磁盘中，文件由内容和属性构成。将文件的内容加载到内存中，再通过PCB分配PID，这就是进程。
用专业的术语 进程 == 内核关于进程的相关数据结构（PCB分配PID）+当前进行的代码和数据
2.描述进程-PCB
进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合（ process control block),linux操作系统下的pcb是task struct。这里的进程属性并非文件属性，进程属性由os创建。
3.组织进程
可以在内核源码中找到它，所有运行在系统里的进程都以tast_struct链表的形式存在内核中
4.查看进程
可以通过ls /proc 查看，比如要查看PID为1的进程信息，可以查看ls /proc/1这个文件夹
5.通过系统调用获取进程标识符
这里需要介绍两个概念：进程和父进程，查看进程id(getpid),查看父进程id(getppid)。
我们不难发现，当运行进程和父进程时，中止掉这个程序，再次运行，进程的id改变，但是父进程的id不变，并且，父进程的id就是bash，
这里更能理解bash是什么，bash就是命令行解释器，它本质上也是进程。命令行启动所有程序，就是进程，所有的父进程就是bash。 如果kill - 9 bash 此时bash崩溃，无法做命令行解释
#include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> int main() { printf("pid:%d\n",getpid()); printf("ppid:%d\n",getppid()); return 0; }
6.通过系统调用创建进程-fork初识
- 运行man fork 可以查看到fork的定义 创建一个子进程
- fork有两个返回值
- 父子进程代码共享，数据各自开辟空间，私有一份（采用写时拷贝）
6.1fork原理
请看如下代码：
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("AAA");
fork();
printf("BBB");
sleep(1); ````return 0;
}
打印结果: AAABBBBBB
发现它执行了两次，fork之前是单执行流，fork之后创建了子进程，变成双执行流，通过观察他们的PID如下：
AAApid:28702
BBBpid:28702,ppid:32460
BBBpid:28703,ppid:28702
发现fork之后的子进程地址就是它的父进程的地址
这里要注意一个fork的用法，fork之后有两个返回值，一般使用fork之后用if进行分流
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
int ret = fork();
assert(ret < 0);
if(ret ==0)
{
//执行子进程
}
else if(ret > 0)
{
//执行父进程
}
return 0;
}1.fork做了什么
fork就是创建了一个子进程，具体地，它是创建了一个独立的PCB,让这个PCB看到和父进程相同的代码，但是子进程的PCB中的属性只是拷贝了父进程中属性的一部分。
2.fork如何看代码和数据
首先要明白，进程都是独立运行的，同样，父子进程也是独立运行的，他们看到的是相同的代码，但是代码是只读的，如果有一个进程修改了代码，不会影响另一个进程，这个过程叫写时拷贝，各自私有一份。具体的可以看下面的小实验代码：
int main() { int x = 100; pid_t ret = fork(); assert(ret!=-1); if(ret ==0) { while(1) { printf("我是子进程，我的pid是：%d,我的父进程是:%d %d %p\n",getpid(),getppid(),x,&x); sleep(2); } } else if(ret >0) { while(1) { printf("我是父进程，我的pid是:%d,我的父进程是:%d,%d%p\n",getpid(),getppid(),x,&x); x = 123; sleep(2); } } return 0; }打印结果如下：
由此可以看出，在父进程里虽然修改了x的值，但是子进程调用时候x不变，这就是写时拷贝。
3.如何理解fork有两个返回值
当fork函数return 的时候，已经完成了前面创建子进程的工作（创建pcb)，甚至可能已经被调度了，return也是语句，再向后执行，父进程被执行，return 跑了两次，所以有两个返回值。
