Linux进程与信号详解：通信机制、线程同步与Socket编程

"深入理解进程与信号，掌握Linux操作系统的基本原理，包括进程间通信机制和信号处理，POSIX线程及线程同步，以及Linux下的socket编程和I/O模型。" 在计算机科学中，操作系统是系统的核心，而进程是操作系统管理的基本单元。在Linux环境下，理解和掌握进程与信号的概念至关重要。本课程主要目标是教授Linux下的网络编程，尤其是进程间通信和socket编程，通过实际的ftp服务器项目来提升学生的编程能力。 **进程** - **进程的定义**：进程被定义为程序执行的一个实例，是操作系统中并发执行的任务单位。在多任务操作系统如Linux中，多个进程可以同时运行，每个运行的程序代表一个独立的进程。 - **进程结构**：包括进程控制块（PCB）、代码段、数据段和堆栈段。PCB包含了描述和控制进程运行的所有信息，如进程标识符、处理机状态和调度信息。代码段包含可执行的程序代码，数据段存储程序的数据，堆栈段则用于存储函数调用时的局部变量和返回地址。 - **进程标识符**：每个进程都有一个唯一的进程ID（PID），用于唯一识别进程。 **进程创建与 fork 函数** - **fork()函数**：在Linux中，进程通常是通过`fork()`系统调用来创建的。`fork()`会创建一个新的进程，新进程（子进程）与原进程（父进程）共享大部分资源，但拥有独立的PCB和独立的进程ID。 **信号处理** - **信号**：在Unix-like系统中，信号是一种进程间通信的方式，用于通知进程发生了某些事件。进程可以注册信号处理函数来响应特定的信号。 **POSIX线程（pthread）与线程同步** - **POSIX线程**：是跨平台的标准线程API，允许在一个进程中创建多个并行执行的线程。 - **线程同步**：为了防止线程间的竞态条件，需要使用各种同步机制，如互斥锁、信号量、条件变量等，确保共享资源的安全访问。 **socket编程** - **socket**：是网络通信的一种接口，允许进程通过网络发送和接收数据。 - **socket I/O模型**：包括阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O复用（select/poll/epoll）、信号驱动I/O和异步I/O，不同的模型适用于不同的应用场景。 为了深入学习这些概念，可以参考《Linux程序设计》和《UNIX网络编程》等经典书籍。课程中除了理论教学，还包括项目实战，如构建ftp服务器，通过实际操作加深对知识的理解。考试和项目评审将综合评估学生对这些知识点的掌握程度。