计算机是如何工作的

一.冯诺伊曼体系

CPU 中央处理器: 进⾏算术运算和逻辑判断.

存储器: 分为外存和内存, ⽤于存储数据(使⽤⼆进制⽅式存储)

输⼊设备: ⽤⼾给计算机发号施令的设备.

输出设备: 计算机个⽤⼾汇报结果的设备.

二.指令

1.概念

所谓指令，即指导 CPU 进⾏⼯作的命令，主要有操作码 + 被操作数组成。

2.指令表（简易）

3.CPU执行指令步骤

1）取指令：把指令从内存中读取出来，放到CPU上专门的寄存器中

2）解析指令：把指令解析一下，和指令表对照一下，理解要做什么

3）执行指令：将理解出来的工作内容执行

三.操作系统进程管理

1.描述

操作系统引入了“PCB”（进程控制块）结构体表示一个进程的各种属性

2.组织

操作系统使用双向链表结构，组织这些PCB结构体

任务管理器看到进程的信息，就是在遍历链表

创建新的进程=>创建PCB，添加到链表上

销毁旧的进程=>把PCB从链表上删除，并释放

四.PCB核心信息

1.PID

进程的身份标识

每个进程需要一个唯一的身份标识

PID的具体数字不重要，系统随机分配

2.内存指针

类似于“地图”，表示了当前进程使用到的内存资源

操作系统运行进程需要分配资源，内存就是最重要的资源

对于一个进程的的内存，需要保留两部分核心信息

1/进程执行的指令

2/进程执行时依赖的数据

3.文件描述符表

文件在操作系统中是一个广义的概念，其中最典型的就是硬盘上的文件

一个进程可以同时操作多个文件

文件操作符表每次操作一个文件，都需要“打开文件”，就会往文件操作符表（顺序表）放一个结构体

4.进程的状态

就绪状态：进程随时可以到CPU上执行/正在CPU上执行

阻塞状态：进程暂时不方便去CPU执行

5.进程的优先级

进程和进程之间的优先级是不一样的

6.上下文

就是进程执行到的“当前状态”

时间片轮转

进程在CPU执行过一段时间后切换走，过一段时间在切换回来

一个进程在切换走之前叫“保存进度”

下次切换到之后“恢复进度”

7.记账信息

统计每个进程在CPU上执行的时间，避免某个进程太久吃到资源