Linux IO系统-基本知识
注：本文档主要整理了Linux下IO系统的基本知识，是整理的网易云课堂的学习笔记，老师讲得很不错，链接如下：Linux IO系统
1.Linux操作系统的基本构成
内核：操作系统的核心，负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统；控制系统和硬件之间的相互通信；决定着系统的性能和稳定性。
shell：提供给用户界面的软件。
文件系统、应用程序
1.1 基本术语
1.文件和文件系统
文件：数据或设备的一种逻辑组织；
文件系统：文件间关系管理的一种逻辑组织。
2.程序和进程
程序：计算机执行的指令集合；
进程：程序的一个运行实例，操作系统资源分配的最小单位。
3.线程（轻量级进程）
程序运行的基本单位，一个进程内部可以有一个或若干线程同时运行。
4.信号
Linux系统中进程通信的一种技术，异步程序设计的基础。
5.客户端和服务器
2 启动流程
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芯片和部分外围电路的初始化
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加载内核
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加载最小文件系统
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加载硬盘上的根文件系统
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启动1号进程/sbin/init
bootloader：就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序，主要功能有：初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。它是严重依赖于硬件，在嵌入式开发中建立一个通用的bootloader几乎是不可能的。在Linux中称为grub。
init进程：Linux系统启动的第一个进程（1号进程），0号进程为内核进程（swapper进程）。功能：执行/etc/init.d目录中的所有脚本文件，启动某些系统的服务；执行sbin/getty初始化0、1和2（标准输入、标准输出和标准错误）；执行/bin/login启动用户登录程序；管理孤儿进程。
3内存管理
3.1 功能
1.进程隔离
保护独立的进程，防止互相的干涉数据和存储空间。
2.自动分配和管理
动态的分配，分配对管理员是透明的。
3.支持模块化的程序设计
能够定义程序模块，并且动态的创建、销毁模块，改变模块大小。
4.保护和访问控制
允许一部分内存可以由各种用户以各种方式进行访问。
5.长期存储
关电后长时间保护信息
虚拟内存的分配：
虚拟寻址：
3.2 内存管理
3.2.1段页式内存管理
（1）进程在虚拟内存中分为代码段、数据段和堆栈段；
（2）进程在段中有许多固定大小的块组成，这些块称为页；
（3）虚拟地址由段号、页号和页中偏移量构成；
（4）虚地址和存储中实地址（物理地址）的动态映射（以页为单位，一般为4KB）；
（5）缺页：消除了进程全部载入内存中、按需调页。
4.系统调用
系统调用是指操作系统提供给用户程序的一组"特殊"接口，用户程序可以通过这组接口来获
得操作系统内核提供的特殊服务。
5. Linux进程的运行状态
内核态：进程运行在内核空间；
运行态：进程运行在用户空间。
6. UNIX标准
（1）ISO C（标准C）
（2）IEEE POSIX：在Linux中用户编程接口（API）遵循了UNIX最流行的应用编程界面标准POSIX标准，这些系统调用编程接口主要通过C库（libc）实现的。
