一、进程
UNIX系统 init进程PID为1
1.进程的内存布局
（1）Text Section: 文本区, 存储执行的代码
（2）Data Secrion: 全局和静态变量
（3）Heap：程序运行中动态分配的内存
（4）Stack：临时存储的数据(例如：函数参数，函数返回值， 局部变量)
文本区和数据区大小固定，有编译时确定，在程序运行过程中不会改变；堆和栈在程序运行中动态变化。
2.进程状态
（1）New创建：进程被创建
（2）Run运行：Instructions are being executed。
（3）Wait阻塞或等待：进程等待某些事件（IO完成或信号）
（4）Ready就绪：进程等待被分给处理器。
（5）Terminated中止： The process has finished execution.
3.进程控制块（Process Control Block，PCB 或 Task Control Block）
进程在操作系统中由进程控制块表示，进程控制块包含了一个特定线程的许多信息
（1）Process State进程状态：New， Ready，Running，Waiting等
（2）Program Counter 程序计数器：计数器指示进程下一个执行指令的地址
（3）CPU Registers CPU寄存器：包含加法器、索引寄存器、栈指针、通用寄存器等任何状态信息，这些状态信息和程序计数器在进程被中断时要被保存下来
（4）CPU-scheduling information:进程优先级、指向调度队列的指针和其他调度指针。
（5）Memory-management information内存管理信息
（6）Accounting information:此信息包括CPU的数量和使用时间、时间限制、帐号、作业或进程号等。
（7）I/O status information IO状态信息：包含分配给进程IO的列表
4.进程的调度（Scheduling）
（1）进程的调度机制
（2）进程创建和中止
（3）进程间通信
二、线程
三、CPU调度
进程选择由短期调度程序(short-term scheduler) 或CPU调度程序执行
1. CPU调度策略发生环境：
（1）当一个进程有运行态切换到等待状态(I/O请求等)
（2）当一个进程由运行态切换到就绪态(中断)
（3）当一个进程由等待态切换到就绪态（I/O完成）
（4）当一个进程终止时。
非抢占调度只发生在（1）和（4）环境，否则为抢占调度。
2.分派程序：切换上下文；切换用户模式；跳转到用户程序到合适位置，以重新启动程序
3.调度准则：
（1）CPU使用率
（2）吞吐量：一个时间单元完成进程的数量
（3）周转时间：从进程提交到进程完成时间，包过等待时间和CPU执行、I/O执行时间，所有时间段之和
（4）等待时间：在就绪队列中等待所花费时间之和
（5）响应时间：从提交到在就绪队列第一次被响应所需要的时间
4.调度算法
（1）先到先服务调度(FCFS)：先请求CPU的进程先分配到CPU，平均等待时间较长。非抢占式
（2）最短作业优先调度（SJF）：CPU区间时间短的最先调度，理论上调度最佳，但由于很难知道下一个CPU区间的长度，需要预测。抢占或非抢占式都可能
抢占式SJF称为最短剩余时间优先调度：新进程与当前进程剩余时间比较。 SJF会产生饥饿。
（3）优先级调度：可以是抢占式或非抢占式，优先级调度会造成无穷阻塞或饥饿(低优先级进程无穷等待CPU)。解决方法是老化：逐渐增加在系统等待很长时间的进程的优先级
（4）轮转法调度：为分时系统设计，在FCFS基础上增加抢占，按时间片段运行，在时间片段运行完，不管该进程还有没有释放CPU，都要被抢占。时间片段大小选择是重要问题：
时间太长变为FCFS算法，时间太短上下文切换开销大。
Linux调度程序时抢占的，基于优先级的算法
四、进程同步：信号量和锁
锁：
1. 自旋锁：当一个进程位于其临界区时，其他试图进入临界区的进程必须在进入代码中连续地循环(忙等待)。自旋锁对于单处理器，忙等待浪费CPU时间，但优势在于自旋锁不用上下文切换(有时候上下文切换花费更多时间)，自旋锁经常用在多处理器（一个线程在处理自旋锁时，另一个线程在另一个处理器上在其临界区内执行）
2.互斥锁：进程在等待进入临界区时是阻塞，将进程放入与互斥锁相关的等待队列中，并将进程的状态切换成等待状态，控制转到CPU调度程序，以选择另一个进程来执行。
五、 物理内存和虚拟内存
CPU能直接访问的存储器只有内存和处理器内的寄存器。
六、协程
协程，又称微线程，既不是进程，也不是线程，而是函数调用，
优势：1、协程都是在一个线程中执行，与多线程比较，协程不需要上下文切换；2、不需要锁机制，同一时刻只有一个协程运行，不存在同时写冲突，协程由程序自身控制执行顺序
对于多核，多进程+多线程
六、缓存和缓冲个人理解
缓存和缓冲作用是想相同的，弥补两边处理速度的差异
缓存是数据流向是从低速到高速，例如内存到CPU有高速缓存，磁盘到内存有缓存，是防止处理速度快的一方等待，操作系统从低速的一方先预读一部分数据，这里要求缓存的速度与高速的一方接近才有意义。
缓冲是数据流向是从高速到低速，防止低速一方处理不过来而造成数据丢失，现将数据缓冲起来。
七、系统调用
系统调用就是用户在程序中调用操作系统所提供的一个子功能，也就是系统API，系统调用可以被看做特殊的公共子程序。系统中的各种共享资源都由操作系统统一掌管，因此在用户程序中，凡是与资源有关的操作（如存储分配、进行I/O传输及管理文件等），都必须通过系统调用方式向操作系统提出服务请求，并由操作系统代为完成。通常，一个操作系统提供的系统调用命令有几十个乃至上百个之多。这些系统调用按照功能大致可以分为以下几类：
- 设备管理：完成设备的请求或释放，以及设备启动等功能。
- 文件管理：完成文件的读、写、创建及删除等功能
- 进程控制：完成进程的创建、撤销、阻塞、及唤醒的功能
- 进程通信：完成进程之间的消息传递或信号的传递
- 内存管理：完成内存的分配、回收以及获取作业占用内存区大小及始址等功能。
系统调用和库函数区别
系统调用：是操作系统为用户态运行的进程和硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口，即就是设置在应用程序和硬件设备之间的一个接口层。可以说是操作系统留给用户程序的一个接口。再来说一下，linux内核是单内核，结构紧凑，执行速度快，各个模块之间是直接调用的关系。放眼望整个linux系统，从上到下依次是用户进程->linux内核->硬件。其中系统调用接口是位于Linux内核中的，如果再稍微细分一下的话，整个linux系统从上到下可以是：用户进程->系统调用接口->linux内核子系统->硬件，也就是说Linux内核包括了系统调用接口和内核子系统两部分；或者从下到上可以是：物理硬件->OS内核->OS服务->应用程序，其中操作系统起到“承上启下”的关键作用，向下管理物理硬件，向上为操作系服务和应用程序提供接口，这里的接口就是系统调用了。
一般地，操作系统为了考虑实现的难度和管理的方便，它只提供一少部分的系统调用，这些系统调用一般都是由C和汇编混合编写实现的，其接口用C来定义，而具体的实现则是汇编，这样的好处就是执行效率高，而且，极大的方便了上层调用。
库函数：顾名思义是把函数放到库里。是把一些常用到的函数编完放到一个文件里，供别人用。别人用的时候把它所在的文件名用#include<>加到里面就可以了。一般是放到lib文件里的。一般是指编译器提供的可在c源程序中调用的函数。可分为两类，一类是c语言标准规定的库函数，一类是编译器特定的库函数。(由于版权原因，库函数的源代码一般是不可见的，但在头文件中你可以看到它对外的接口)
libc中就是一个C标准库，里面存放一些基本函数，这些基本函数都是被标准化了的，而且这些函数通常都是用汇编直接实现的。
库函数一般可以概括的分为两类，一类是随着操作系统提供的，另一类是由第三方提供的。随着系统提供的这些库函数把系统调用进行封装或者组合，可以实现更多的功能，这样的库函数能够实现一些对内核来说比较复杂的操作。比如，read()函数根据参数，直接就能读文件，而背后隐藏的比如文件在硬盘的哪个磁道，哪个扇区，加载到内存的哪个位置等等这些操作，程序员是不必关心的，这些操作里面自然也包含了系统调用。而对于第三方的库，它其实和系统库一样，只是它直接利用系统调用的可能性要小一些，而是利用系统提供的API接口来实现功能(API的接口是开放的)。部分Libc库中的函数的功能的实现还是借助了系统掉调用，比如printf的实现最终还是调用了write这样的系统调用；而另一些则不会使用系统调用，比如strlen, strcat, memcpy等。
实时上，系统调用所提供给用户的是直接而纯粹的高级服务，如果想要更人性化，具有更符合特定情况的功能，那么就要我们用户自己来定义，因此就衍生了库函数，它把部分系统调用包装起来，一方面把系统调用抽象了，一方面方便了用户级的调用。系统调用和库函数在执行的效果上很相似（当然库函数会更符合需求），但是系统调用是运行于内核状态；而库函数由用户调用，运行于用户态。
系统调用是为了方便使用操作系统的接口，而库函数则是为了人们编程的方便。