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作者
良许
一个热爱技术的程序猿
程序和进程
程序，是一种静态的概念，是指编译好的二进制文件，在磁盘上，不占用系统资源（包括但不限于：cpu、内存、打开的文件、设备、锁）。所以，程序只是磁盘上的一个文件而已。
进程，是一种动态的概念，也是一个抽象的概念，与操作系统原理联系紧密。进程是活跃的程序，占用系统资源。运行时，程序会被加载到内存中执行，产生一个进程。
可以这样理解：程序是一个蓝图，告诉你房子如何建造，而进程就是具体的建造过程，包括工地、工人、原料、机械设备等。同一个蓝图可以在不同的工地同时建造房子，同样，同一个程序可以加载为不同的进程，彼此之间互不影响。
如：同时开两个终端。各自都有一个bash但彼此ID不同。
并发
并发是指：在操作系统中，一个时间段中有多个进程都处于运行状态。比如：我们可以在同一台电脑上边听音乐边聊QQ边上网。但是，在任一个时刻点上仍只有一个进程在运行。这就是并发的概念。
并发是通过分时复用CPU实现的。具体来讲，进程A执行一个时间片，然后轮到进程B执行一个时间片，再轮到进程C……如此循环往复。
单道程序设计
所有进程一个一个排对执行。若A阻塞，B只能等待，即使CPU处于空闲状态。而在人机交互时阻塞的出现时必然的。所有这种模型在系统资源利用上及其不合理，在计算机发展历史上存在不久，大部分便被淘汰了。
多道程序设计
在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序控制之下，相互穿插的运行。多道程序设计必须有硬件基础作为保证。
时钟中断即为多道程序设计模型的理论基础。 并发时，任意进程在执行期间都不希望放弃cpu。因此系统需要一种强制让进程让出cpu资源的手段。时钟中断有硬件基础作为保障，对进程而言不可抗拒。 操作系统中的中断处理函数，来负责调度程序执行。
在多道程序设计模型中，多个进程轮流使用CPU (分时复用CPU资源)。而当下常见CPU为纳秒级，1秒可以执行大约10亿条指令。由于人眼的反应速度是毫秒级，所以看似同时在运行。
1s = 1000ms, 1ms = 1000us, 1us = 1000ns
实质上，并发是宏观并行，微观串行！
CPU工作原理
前文所述，程序一般放在硬盘里，而CPU直接打交道的是寄存器。我们平常所说的32位、64位电脑，指的就是寄存器位数。
硬盘的读写速度相比寄存器来说慢太多，所以CPU不可能直接从硬盘读写数据。而且由于寄存器是使用比较昂贵的金属制作而成的，所以为了节约成本，寄存器个数一般不会太多。这样一来，就不可能将代码全部加载到寄存器。为了缓解这个矛盾，一般设置了两级缓存——内存及cache。
从硬盘到cache，容量越来越小，速度越来越快。CPU通过预取器从cache里读出一条指令，送到译码器译码。译码器译码之后，决定了使用什么运算符号，使用什么寄存器。
ALU（算术逻辑单元）执行具体的运算，并将运算结果回写到寄存器。ALU只会做两种运算：加法（+）及左移（<>
当然CPU的工作原理远比这些要复杂的多，但大概过程就是这样。理解了这个过程可以对计算机的工作情况会有更深层次的理解。
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