Linux/Unix系统编程手册 第二章：基本概念

本章预热与后续系统编程有关的概念。

 

术语“操作系统”通常包含2种含义：一是指完整的软件包，包括管理计算机资源的核心组件，已经附带的标准软件；二是独指管理硬件的内核。

内核具有诸多概功能，包括：

• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统支持
• 设备管理

在内核的管理下，操作系统会给每个用户营造一种抽象：虚拟化，即使得每个用户感觉自己在独占机器。

内核通过硬件将CPU分为2种状态，一种是用户态，又称目态；另一种是核心态，又称管态。两者区别是对CPU的限制，前面一种有很大限制，后一种无限制。

操作系统的一切活动都掌控在内核的控制下，在后面的编程过程中，需要使用内核角度来看到程序。程序要完成的很多功能，都是借助于内核的。例如，进程创建子进程，也是当前进程向内核请求，然后内核为其创建子进程，而不是进程自身的功能。甚至是程序的结束也不能由自身掌控，也是内核来控制的，程序告诉内核需要终止，内核进行终止工作，程序才能结束，否则不允许结束。

 

shell用来进行人机交互和命令解释，其实它是一个进程，是有系统创建的，shell中执行命令相当于C/C++中的函数调用，只不过shell是每执行一个命令时，创建出一个子进程，并复制一份当前的环境给子进程，然后在子进程中执行命令程序，完毕后销毁自身环境进行返回。所以shell脚本中导入的变量只对shell创建出的子shell进程有效，一旦返回就丢弃了，使用source命令来使得脚本在当前shell进程中进行执行。

 

Unix使用用户和组来对用户身份进行标识

 

Unix的文件系统是使用单根目录结构来维护的。

文件分为多种类型，包括：普通文件，设备文件，目录文件，管道文件等等。

文件系统中的文件目录有绝对和相对之分。

文件有所有权和文件名。

 

Unix系统提供文件I/O，Unix的文件I/O是通用的，也即文件I/O可以适用于所有文件类型，包括普通文件，设备文件，套接字文件。通用文件I/O屏蔽了下层的复杂细节，只要用同一套文件I/O就能处理任何类型文件。

本质上，内核只提供一直文件类型：字节流序列。

Unix系统没有文件结束符的概念，当读取文件时无数据返回，便认为文件结束。实际实现中，Linux是具有文件结束符的。

 

程序和进程：进程是程序在内存中的活动实体抽象。

进程分为两部分，一部分在用户内存空间，由程序使用；一部分在内核用户空间，有内核管理进程使用。

 

内存映射分为两种：文件映射和匿名映射。

 

程序库也分为两种：静态库和动态库。

 

信号：Unix中用来通信和同步的一种方法。

 

/proc文件系统，部分Unix有实现，Linux也实现了该特性。

 

以上是后面将涉及到的概念，后面将具体学习。