计算机硬件的与操作系统的基础知识
汇编语言的执行过程
汇编本质上就是机器语言的助记符，为了方便人理解，可以直接转化为二进制01
计算机通电的时候，CPU读取内存中的程序（由电信号输入），时钟发生器不断震荡通断电，通断电一次就是一个周期，推动着CPU内部一步一步的执行，CPU没动作 的时候，时钟发生器可能会空转。当CPU计算完成的时候，直接用电信号写完，写给显卡输出。
CPU的基本组成
PC -> Program Counter 程序计数器 （记录当前指令地址）
Registers -> 暂时存储CPU计算需要用到的数据
ALU -> Arithmetic & Logic Unit 运算单元
CU -> Control Unit 控制单元
MMU -> Memory Management Unit 内存管理单元
os
用户态和内核态
CPU分不同的指令级别
Windows中分为ring0 ring1 ring2 ring3
linux内核跑在ring 0级， 用户程序跑在ring 3，对于系统的关键访问，比如网卡等关键核心的部分，需要经过kernel的同意，才可以有限的调用，保证系统健壮性
内核执行的操作 - > 200多个系统调用 sendfile read write pthread fork
JVM -> 站在OS老大的角度，就是个普通程序，普通的java程序启动，使用了jvm此时可能使用sysn锁升级等操作，需要调用操作系统的内核。
进程 线程 纤程 中断
面试高频：进程和线程有什么区别？
答案：进程就是一个程序运行起来的状态，线程是一个进程中的不同的执行路径。专业：进程是OS分配资源的基本单位，线程是执行调度的基本单位。分配资源最重要的是：独立的内存空间，线程调度执行（线程共享进程的内存空间，没有自己独立的内存空间）
纤程：用户态的线程，线程中的线程，切换和调度不需要经过OS
优势：1：占有资源很少 OS : 线程1M Fiber：4K 2：切换比较简单 3：启动很多个10W+
目前2020 3 22支持内置纤程的语言：Kotlin Scala Go Python(lib)… Java? （open jdk : loom
进程调度
Linux2.6采用CFS调度策略：Completely Fair Scheduler
按优先级分配时间片的比例，记录每个进程的执行时间，如果有一个进程执行时间不到他应该分配的比例，优先执行
默认调度策略：
实时 （急诊） 优先级分高低 - FIFO (First In First Out)，优先级一样 - RR（Round Robin）
普通： CFS
中断
硬件跟操作系统内核打交道的一种机制
键盘敲了一个按键，输出一个电信号，到了中断控制器。中断控制器连接着芯片，芯片接收到中断的信号，到内存的固定位置，调用内核，内核执行自己记载的中断处理程序，内核找到按键的程序，进行执行。
软中断（80中断） == 系统调用
系统调用：int 0x80 或者 sysenter原语
通过ax寄存器填入调用号
参数通过bx cx dx si di传入内核
返回值通过ax返回
java读网络 – jvm read() – c库read() - >
内核空间 -> system_call() （系统调用处理程序）
-> sys_read()
内存管理
内存管理的发展历程
DOS时代 - 同一时间只能有一个进程在运行（也有一些特殊算法可以支持多进程）
windows9x - 多个进程装入内存 1：内存不够用 2：互相打扰
为了解决这两个问题，诞生了现在的内存管理系统：虚拟地址 分页装入 软硬件结合寻址
分页（内存不够用），内存中分成固定大小的页框（4K），把程序（硬盘上）分成4K大小的块，用到哪一块，加载那一块，加载的过程中，如果内存已经满了，会把最不常用的一块放到swap分区， 把最新的一块加载进来，这个就是著名的LRU算法
LRU算法 LeetCode146题，头条要求手撕，阿里去年也要求手撕
Least Recently Used 最不常用
哈希表（保证 查找操作O(1)） + 链表 （保证 排序操作和新增操作 O(1)））
双向链表 （保证 左边指针 指向右边块）
虚拟内存（解决相互打扰问题）
DOS Win31 … 互相干掉
为了保证互不影响 - 让进程工作在虚拟空间，程序中用到的空间地址不再是直接的物理地址，而是虚拟的地址，这样，A进程永远不可能访问到B进程的空间
虚拟空间多大呢？寻址空间 - 64位系统 2 ^ 64，比物理空间大很多 ，单位是byte
站在虚拟的角度，进程是独享整个系统 + CPU
内存映射：偏移量 + 段的基地址 = 线性地址 （虚拟空间）
线性地址通过 OS + MMU（硬件 Memory Management Unit）
缺页中断（不是很重要）：
需要用到页面内存中没有，产生缺页异常（中断），由内核处理并加载