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程式管理一覽

接下來的幾篇部落格，我將主要按照這個思維導圖的劃分去進行講解。

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管理

在理解什麼是程式管理之前，我想我們可以先理解一下什麼是管理！
問題：什麼是管理？

管理的過程就是：“先描述，再組織”

也就是用資訊(資料)去構建資料結構的過程
管理者就是對資料結構的管理

【所有事情都可以被分類為：決策和執行】

管理的三個角色：

被管理者(學生/軟硬體資源)：
執行者(老師/驅動的角色)：執行
管理者(校長/作業系統OS) ：決策
-> 決策的依據是什麼？

資訊（資料）

-> 資訊量太大怎麼辦？

對資訊進行分類，將同類的資料放在一起。
將這些資訊放在一個結構體中。也就是抽象出一個結構體struct
即，這個結構體能夠“描述”一個物件的資訊 [物件導向]

結論：

被管理者和管理者可以不需要直接溝通。
管理者做管理就是對資料進行先描述，再組織。也就是對資料結構進行管理的過程。

程式概念

問題：什麼是程式？我們該如何理解程式？

把程式載入到記憶體後，它就是程式了。 (方便理解，這裡的定義是不準確的)

#換句話說，就是一個程式執行起來後，它就變成了程式。

前面我們提到了，管理就是要先描述再組織，那麼對程式的管理該如何描述和組織呢？

其實在將程式的程式碼和資料載入到記憶體後，OS還會為其建立對應的資料結構-----程式控制塊(process control block).

描述程式 — PCB （程式控制塊）

程式控制塊(PCB)本質就是一個結構體，它裡面儲存著程式的相關資訊。(所以它可以用來描述程式)

在Linux中，程式控制塊的具體名稱是： task_struct

task_struct中所包含的內容

識別符號：pid，它是一個程式的唯一識別符號，每個程式都不一樣
狀態：包含程式狀態、退出碼、退出訊號等
優先順序：相對於其他程式的優先順序
上下文資訊：一個程式在執行的時候，處理器的暫存器中的資料。
時間片：描述一個程式能執行多久
程式計數器：程式中即將被執行的下一條指令的地址
I/O狀態資訊：包括顯式I/O請求、分配給程式的I/O裝置和被程式使用的檔案列表等
記賬資訊：包括處理器時間總和、使用的時鐘數總和、時間限制、記賬號等

我接下來介紹一些task_struct中經常涉及的一些內容：

程式識別符號

程式ID —> getpid()
父程式ID —> getppid()
在程式碼中，我們可以呼叫上面的兩個介面去獲取當前程式的pid和ppid。

	包含於<sys/types.h>和<unistd.h>
	pid_t getpid(void);
	pit_t getppid(void);

上下文資訊

在程式切換的時候，當前程式若沒執行結束，則會將CPU中的執行的資訊儲存到上下文資料中。

儲存上下文資訊的目的是為了下一次使用時能恢復到之前的狀態。

簡述程式的切換

在程式被載入到記憶體中時，作業系統會為其建立對應的task_struct結構體用於描述程式的資訊。

由於CPU內部只有一套暫存器，計算時需要將記憶體資料移動到CPU內的暫存器中，形成當前的上下文資料。

當程式被切換時：（被切換的情況：①時間片到了 ②來了更高優先順序的程式，當前程式被搶佔了）

因此在程式切換前，會先儲存上下文資訊。以便於下一次恢復上下文。

程式優先順序

問題：程式優先順序是什麼？

CPU資源分配的先後順序，就是指程式的優先順序。

問題：為什麼要有優先順序？

存在優先順序後，可以把程式執行到指定的CPU上，這樣一來，就可以把不重要的程式安排到某個CPU上，可以極大地改善系統的整體效能。

問題：怎麼設定/修改優先順序？

利用PRI和NI調整優先順序。

PRI與NI

在弄清楚PRI和NI之前，我們先來熟悉一條Linux中的指令！

	ps -l     //檢視當前程式的優先順序方面的資訊（主要用來看優先順序的）    //ps -al 也可以

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透過這個圖，我們的聚焦點主要集中在我圈出的這幾列。

UID：執行者的身份
PID：代表該程式的pid（識別符號）
PPID：代表該程式的ppid，也就是父程式的pid
PRI: 代表這個程式可被執行的優先順序，PRI的值越小代表越早被執行。
NI: 代表這個程式的nice值。

優先順序的資料計算與取值範圍：

PRI: ps -l所顯示的PRI值是經過計算後的新PRI。 PRI (new) = PRI (old) + nice；這裡的PRI是new
NI: nice值的取值範圍是 [-20, 19] 共40個級別，nice值是程式優先順序的修正資料。

優先順序的修改

優先順序的修改都是透過對nice值進行修改，從而間接的修改PRI的值的！
這裡我們要介紹一下top命令了！

	top		#top命令相當於Windows中的工作管理員

概括修改優先順序的流程：

進入top後 —> 按 “r” —> 輸入程式PID —> 再輸入nice值即可修改 //沒許可權要sudo一下

注意：每次輸入nice值後，都是對基礎 PRI 值進行修改的！！！
即：每次調整都是從起始值PRI ± nice 值的
我舉個?，

基礎值PRI = 20，那麼輸入nice = 10後。 PRI —》30

在此基礎上再輸入 nice = -10後。 PRI —》-10

解釋：第二次也是在基礎值PRI = 20的基礎上進行±nice的！！！

本文轉自：https://blog.csdn.net/weixin_51696091/article/details/121711612

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