目录
1.操作系统的职责
2.程序与进程的区别
3.操作系统的功能
1.1操作系统管理的方面:
1.2进程状态划分:
1.3进程管理(进程调度)
4.并发和并行的区别
5.用户态(user space)和内核态(kernel space)
6.执行流以及虚拟地址vs物理地址
7.进程间通信的主要方式
8.内存管理主要研究的问题
9.进程与线程
1.操作系统的职责
操作系统是一个管理(硬件/软件)资源的软件
操作系统是一个协调者(管理的含义就是做协调)
一切任务都要找OS申请之后才能被授权访问
2.程序与进程的区别
程序:一套做数据处理的步骤(静态的),表现为一个或者一组文件。
进程(process/task/job ):进程是程序的一次执行的过程。
站在用户角度:
一个程序可以进行多次执行(表现为多个进程),甚至可以同时执行(宏观上)。进程是程序在程序运行阶段的视角主体。
站在OS实现的角度:
进程是OS进行资源分配的基本单位/最小实体。
3.操作系统的功能
1.1操作系统管理的方面:
1.进程管理:(进程调度)
负责CPU的分配,就是CPU在这个时间段做哪个任务,另一个时间段做哪个任务。
而进程调度面临的问题:
需要把抽象的概念,用数据表示处理,用面向对象的思想变成数据,才能被操作系统进行处理。
2.内存管理
3.文件管理(IO操作时简单涉及)
4. 络管理
5.驱动管理
1.2进程状态划分:
新建、就绪、运行、阻塞、结束
运行队列一般就一个
就绪队列:装所有处于就绪状态的进程,这里装的是被CPU等待的进程。
阻塞队列:等待某些外部条件(外部设备等)的进程组成的队列。
1.3进程管理(进程调度)
操作系统什么时候会进行进程调度/span>
1.抢占式:一个进程刚进入就绪状态,但是它的优先级比较高
2.从运行状态到结束状态(即一个进程结束了)
3.因为操作系统每隔一段时间会调度一次,当时间片耗尽时也会发生调度。
4.进程主动放弃CPU(等待外部的条件,键盘输入等)。运行——>阻塞、运行——>就绪。
操作系统怎么进行进程切换/p>
进程切换是通过上下文进行切换的,保护上一个进程的上下文,恢复下一个进程的上下文。
上下文指以PC寄存器所代表的一组寄存器的值
保护上一个进程的上下文:把寄存器中的值,保存到内存的某一个位置。
恢复下一个进程的上下文:把内存中之前保护的值,写入寄存器。
4.并发和并行的区别
并发:进程真的在同时执行,微观角度下的同时,是多个指令在执行,发生在多CPU的场景下。
并行:微观上是一次只执行一个进程,宏观上是“同时”执行。
5.用户态(user space)和内核态(kernel space)
内核态:CPU正在执行操作系统的指令,就进入了内核态。(性能较差)
用户态:用户在执行普通进程的指令。(性能较好)
内核态的指令权限高(所有的硬件都能访问),可以访问所有内存,用户态权限较低,只能访问进程自己的内存,只能访问操作系统规定的资源。
如何从用户态变为内核态:
1.系统调用(system call):操作系统实现一组访问。
2.通过CPU中断进程操作系统的指令。
6.执行流以及虚拟地址vs物理地址
执行流(execution flow):拥有独立PC的一套指令,不同的执行流从现象上看起来完全独立。
虚拟地址与物理地址:
物理地址:真实的内存地址
虚拟地址:物理地址被操作系统转换后的地址
这么做的原因是:同一个进程不一定会被放在内存的同一个位置,而且不同的进程因为地址的不同,而且可能不连续,编写程序会变得很复杂。
虚拟地址是暂时承诺给你,等你需要(访问这段内存)的时候才会给你分配内存
7.进程间通信的主要方式
1.管道(pipe)
2. 消息队列(manage queue)
3.信 量(semphore)
4.信 (signal)
5.共享内存(shared memory)
6. 络(network)————-workbench与mysql的主要通信方式
8.内存管理主要研究的问题
1.哪些内存已经被分配,哪些内存暂时未被分配。
2.已经分配出去的内存何时回收何进行回收/p>
3.物理地址到线性地址的转换
4.内存碎片
9.进程与线程
进程和线程时1:m的关系
一个线程一定属于一个进程,一个进程下可以允许有多个线程。
一个进程内至少有一个线程,通常把一开始就存在的这个线程称为主线程。
主线程和其他线程完全平等,所以执行线程时并不确定时哪一个线程先执行。
进程:资源分配的基本单位
线程:cpu调度的基本单位
线程变成了独立执行流的承载概念
进程退化成了资源承载的概念
每个指令都有自己独立的PC
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