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基本概念

冯诺依曼计算机体系结构

冯诺依曼体系结构是现代计算机的基础架构，主要包含以下组成部分：

• 输入设备：如键盘、鼠标等
• 输出设备：显示屏、打印机
• 存储器：内存（RAM）、磁盘（HDD、SSD）
• 运算器：中央处理单元（CPU）
• 控制器：南桥和北桥

操作系统

操作系统是计算机的管理软件，主要功能包括：

• 内核：负责进程管理、内存管理、文件管理、设备驱动管理等核心任务
• 系统调用：操作系统提供的接口，供程序调用进行各种操作
• 库函数：对系统调用进行封装，便于开发者使用

进程

进程基本概念

从程序层面看，进程是一个正在执行的程序实例。

从系统层面看，进程是资源的拥有者，负责分配和管理系统资源（CPU、内存等）。

进程描述（PCB）

进程的出现可以用进程控制块（PCB）来描述，系统需要记录进程的各项属性，主要包括：

• 唯一标识符
• 状态和退出信息
• 优先级
• 程序计数器
• 内存指针
• 上下文数据
• I/O状态信息
• 记账信息

查看进程的方式

进程信息可以通过以下命令查看：

• ps aux：显示所有进程
• ps -elf：显示详细进程信息
• top：实时监控进程状态

创建进程（fork）

以下是用C语言演示的fork函数程序：

#include 
   
    
#include 
    
     
#include 
     
      
int main() {
    int ret = fork();
    if (ret < 0) {
        perror("fork");
        return 1;
    } else if (ret == 0) { // 子进程
        printf("I am child : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
    } else { // 父进程
        printf("I am father : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
    }
    sleep(1);
    return 0;
}
     
    
   

进程状态

进程的运行状态包括以下几种：

• R：运行状态
• S：睡眠状态
• D：磁盘睡眠状态
• T：停止状态
• X：死亡状态

僵尸进程

定义：当进程退出但父进程未调用wait/waitpid等函数等待时，子进程会成为僵尸进程。

表现：僵尸进程占用系统资源，可能导致内存泄漏。

解决方法：

• 父进程在子进程退出后及时调用wait/waitpid
• 使用信号函数等待子进程退出

孤儿进程

当父进程提前退出而子进程仍在运行时，子进程会被1号init进程领养，其资源由init回收。

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