【计算机理论基础】

main主程序

main函数有三个参数

* argc->主函数参数的个数
* argv->字符数组 存放的参数内容
* envp->字符数组 存放的环境变量（从父进程继承下来的环境变量）
* 环境变量 envp 参数内容 argv都是以NULL结尾。
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环境变量相关命令

添加环境变量：export LD_LIBRARY_PATH
查看变量的值：echo $LD_LIBRARY_PATH
清除指定的环境变量：unset LD_LIBRARY_PATH
main函数参数测试：

以上程序运行结果如下：

参数内容可以通过编译main时在后直接加入参数 例：

环境变量测试：

执行该代码便会在代码中找到所添加的环境变量：

ps->bash

用户操作计算机硬件 ，计算机硬件通过shell操作传递给内核函数调用。
shell是用户和linux内核交互的接口程序。
shell其实就是终端（在提示符输入命令，经过shell先解释后传递给内核）
shell 通过$PATH （环境变量）寻找可执行程序（应用程序）。若找到可执行程序，可执行程序被分解为系统调用，传递给内核执行。
bash-> born again shell (bash其实就是shell分类中的一种)

并行和并发

并行：在同一时刻能够同时执行多个进程（上图中两个进程），每核，CPU在每一时刻执行一个进程，所以要同时进行多个进程的运行，需要多核CPU。
并发：在某一时间段，需要处理多个任务（进程）。单核CPU，在某一时刻只能处理一个任务，多个进程通过进程切换，进行执行。
调度算法（时间片轮转法：比如三个程序 a,b,c单核CPU，首先a运行十秒，接下来去c后面排队，接下来b运行十秒，然后去排队，接下里c十秒进行排队，这样依次下去，等待每个程序运行结束。此处的10秒过大，实际上也就10MS，运行时因为时间太短，所以我们视觉上也就是一块运行，视觉上类似于并行，所以也叫伪并行）
串行处理：多个任务，单核CPU，一个进程全部处理完成，接下来处理一个进程，等待处理完再处理下一个进程。

printf

数组默认值

看上图中的代码：我们再Windows上用编写以上代码，其中arr[n]中n首先会错误，在c++中可以运行，但是输出2号元素会输出随机值，但是在linux中数组可以出现变量（arr[n]可以使用），并且输出值为0.均为默认值，不会出现随机值。

缓存缓冲

执行该代码：会等待10秒钟才会输出hello，
Windows：无缓存，Linux：有缓存，
为什么等待10秒钟：首先printf中hello存入缓冲区中，遇到return 0，结束时会刷新缓冲区，就会输出hello
刷新缓冲区：
1.程序结束前，return exit _exit 退出
2.碰见’\n’（强制刷新）
3.碰见fflush 刷新缓冲区（强制刷新）
4.缓冲区放满
return exit _exit 三者的区别：
return :关键字，仅仅为语言层面的应用，代表当前功能的结束。（比如画图进程，画一个圆，return便是画圆结束）
exit:函数调用，系统级别，进程的退出（比如画图进程，exit便是画图进程结束）
_exit:内核级别的函数，exit函数内部实现结束，调用_exit进程终止，（只结束程序，不会刷新缓冲区）
exit（0）<==>fflush(stdout)+_exit（0）

linux内存

物理内存和虚拟内存

物理内存：真正存在的内存条
虚拟内存：在硬盘上划分一块区域作为内存，划分的这一块内存称为虚拟内存。（物理内存不足用虚拟内存来替代）
X86： 4G的寻址能力，地址线32根，
CPU的地址线可以直接进行寻址的空间内存大小，比如8086只有20根地址线，其寻址空间便是1MB，也就是说8086能支持1MB的物理内存，即使我们安装了128M的内存条，也只能说8086只拥有1M的物理内存空间，同理32位的386以上的CPU，可以支持最大的4G的物理内存空间。

物理内存和虚拟内存的区别

虚拟内存和物理内存相反，是根据系统需要从因公安许你地匀出来的内存空间，是一种计算机系统内存管理技术，属于计算机程序，而物理内存作为硬件。因为有时候当你处理大的程序时，系统内存不够用，此时就会把硬盘当内存来用，来交换数据作为缓冲区，不过物理内存的处理速度时虚拟内存的30倍以上。
虚拟内存提供的三个重要的能力：
1） 它将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，使得能够运行比内存大的多的进程。
2） 它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了存储器管理
3） 它保护每个进程的地址空间不被其他进程破坏
图解：

Linux:用户态 内核态 3：1
Windous：2：2

物理地址

加载到内存地址寄存器中的地址，内存单元的真正地址。在前端总线上传输的内存地址都是物理内存地址，编号从0开始一直到可用物理内存的最高端。这些数字被北桥映射到实际的内存条上。物理地址是明确的、最终用在总线上的编号，不必转换，不必分页，也没有特权级检查。

逻辑地址

​CPU所生成的地址。逻辑地址是内部和编程使用的、并不唯一。例如，你在进行C语言指针编程中，可以读取指针变量本身值(&操作)，实际上这个值就是逻辑地址，它是相对于你当前进程数据段的地址（偏移地址），不和绝对物理地址相干。

页表

一种特殊的数据结构，放在系统空间的页表区，存放逻辑页与物理页帧的对应关系。 每一个进程都拥有一个自己的页表，PCB表中有指针指向页表。

计算机基本组成

五大部件：1）运算器：也叫数逻辑单位，完成对数据的格中常规运算，如加减乘除，也包括逻辑运算，移位，比较等。
2）控制器：他是整个计算机系统的控制中心，他指挥计算机各部分协调的工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤进行操作和处理。
3）存储器：存储程序和各种数据。
4）输入设备：把人所熟悉的信息比如：图片，声音，文字等转换位计算机能够识别的信息存储起来，（键盘）
5）输出设备：把计算机能识别的信息转换为人能识别的信息，进程呈现（屏幕）。
CPU（包含运算器和控制器） 内存 I/O设备之间由总线进行连接。
系统总线：分为地址总线，地址总线，控制总线。
地址总线：寻找地址。数据总线：运送数据。控制总线：控制地址总线和数据总线。

计算机工作过程

1.用户打开程序
2.系统把程序代码段和数据段送入计算机的内存
3.控制器从存储器中取指令
4.控制器分析，执行指令，为取吓一跳指令做准备
5.取下一条指令，分析执行，如此重复操作，直至执行完程序中全部指令，便可获得全部指令

程序运行过程

main.c 代码与数据 通过编译链接过程 加载到内存（主存）代码段.text 数据段.data，CPU（控制器）从主存上取 指令 执行，执行完当前指令，继续下一条指令，继续执行。循环往复

进程概述

进程：一个正在运行的程序。进程=程序+数据+PCB。
PCB：进程控制块，是进程存在的唯一标识。用来描述进程的属性信息。系统是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。
一个程序的启动，先出现PCB，再有进程。一个进程的消失，先进行进程实体的消失，接下来才会有伴随着PCB的销毁。
系统正在运行的程序称为进程。是操作系统资源分配和调度的基本单位。
进程状态：