UNIX环境高级编程--第一章 UNIX基础知识

第一章 UNIX基础知识

1.2 UNIX体系结构

 

从严格意义上说，可将操作系统定义为一种软件，它控制计算机硬件资源，提供程序运行环境。我们将这种软件称为内核（kernel），因为

它相对较小，且位于环境的核心。内核的接口被称为系统调用（system call）。公共函数库构建在系统调用接口之上,应用程序既可以使用公共函数库，也可以使用系统调用。shell是一个特殊的应用程序，为运行其他应用程序提供了一个接口。

 

1.5 输入和输出

1.文件描述符

文件描述符（file description） 通常是一个小的非负整数，内核用以标识一个特定进程正在访问的文件。

当内核打开一个现有文件或新建一个文件时，它都返回一个文件描述符。在读、写文件时，可以用这个文件描述符。

2.标准输入、标准输出和标准错误

按惯例，每当运行一个新程序的时候，所有的shell都为其打开了3个文件描述符，标准输入、标准输出和标准错误。

3.不带缓冲的I/O

函数open、read 、write、lseek、close提供了不带缓冲的I/O。这些函数使用文件描述符。

4 标准I/O

标准I/O为不带缓冲的I/O函数提供了一个带缓冲的接口。使用标准I/O函数无需担心如何选取最佳的缓冲区大小。

 

1.6 程序和进程

1.程序

程序(program)是一个存储在磁盘上某个目录的可执行文件。内核使用exec函数，将程序读入内存，并执行。

2.进程和进程ID

程序的执行实例被称为进程（process）。某些操作系统用任务(task）表示正在执行的程序。

UNIX系统确保每一个进程均有唯一的一个数字描述符，称为进程ID。进程ID总是一个非负整数。

3.进程控制

3个用于进程控制的函主要函数：fork、exec、waitpid.

4.线程和线程ID

通常，一个进程只有一个控制线程（thread）--某一时刻执行的一组机器指令。            

一个进程内的所有线程共享同一地址空间、文件描述符、栈以及与进程相关的属性。因为他们能访问同一存储区，

所以各线程在访问共享数据时需要采取同步措施以避免不一致性。

 

1.7出错处理

UNIX系统函数出错时，通常会返回后一个负值，而且整型变量errno通常被设置为具有特定信息的值。   

 

两个函数：

1.

#include <string.h>

/* 根据输入的错误码，返回对应字符串信息*/

char *strerror(int errnum);

2.

#include <stdio.h>

/* 输出入参，一个冒号 一个空格 然后是error对应的错误信息字符串*/

void perror(const char *msg);

 

1.9 信号

信号（signal）用于通知进程发送了某种情况。

进程有以下三种处理信号的方式。

• 忽略信号。
• 按照系统默认方式处理。
• 提供一个函数，信号发生是调用该函数，称为捕捉该信号。

 

1.10 时间值

UNIX系统使用过两种时间值。

1.日历时间。从1970年1月1日00:00:00 以来经历的秒数积累值。

2.进程时间。也称为CPU时间，用以度量进程使用的中央处理器资源。进程时间以时间滴答计算。

 

当度量一个进程的执行时间时，UNIX系统为进程维护了三个时间

• 时钟时间：进程运行的时间总量，与系统中同时运行的进程数有关。
• 用户CPU时间：执行用户指令所用的时间。
• 系统CPU时间：为该进程执行内存程序所经历的的时间。