进程调度

操作系统中进程调度是处理及管理的核心内容。 阅读本文，需要有一定的C/C++、数据结构基础。 内容介绍 采用C++编写程序，选用 优先数调度算法 或 简单轮转法 对五个进程进行调度，每个进程处于运行（Run）、就绪（Ready）和完成（Finish）三种状态之一，并假定起始状态为 就绪 状态。 进程控制块结构 进程控制块的链结构 其中： Run——表是当前运行进程指针， Ready——就绪队列头指针 Tail——就绪队列尾指针 Finish——完成队列指针 算法说明 (1) 为了便于处理，程序中进程的运行时间以时间片为单位进行计算，各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程需要运行的时间片数，其初始值均有用户给定。 (2) 优先数法 进程就绪队列按优先数大小从高到低排列，链首进程首先投入运行。进程每执行一次，进程需要的时间片数减1、该进程的优先数减3。这样，该进程如果在一个时间片中没有完成，其优先数降低一级。接着仍是用该进程降低一级后的优先数与就绪队列中链首进程的优先数进行比较，如果仍是该进程的优先数高或相同，便让该进程继续执行；否则，调度就绪队列的链首进程投入运行。原运行过的进程按其现行优先数大小插入就绪队列，且改变它们对应的进程状态，一直到所有进程都运行完各自的时间片数。 (3) 简单轮转法 进程就绪队列按各进程进入的先后顺序排列

一、操作系统概述 特性 1. 并发: 同一时间间隔内支持执行多个任务, 对于一个核则是交替执行； 2. 共享: 硬件资源或数据资源支持多个进程共享； 3. 异步: 并发情况下， 一个程序会陆陆续续被执行，完成时间不可预知； 4. 虚拟: 物理实体转化为逻辑实体，如虚拟内存。 基本功能 CPU管理：对处理器的管理和调度最终归结为对进程和线程的管理和调度，包括进程控制和管理，线程控制和管理，确定处理器调度策略，设计处理器调度算法，做好处理器分配和回收。 存储管理：存储管理的主要任务是管理内存资源，为多道程序运行提供有力支撑，提高存储空间利用率，具体来说有内存分配与回收，地址转换与存储保护，内存共享与存储扩充等。 设备管理：设备管理的除妖任务是管理各种外部设备，完成用户提出的I/O请求；加快数据传输速度，发挥设备的并行性，提高设备的利用率；提供设备驱动程序和中断处理请求。 文件管理：文件库案例的主要任务有提供文件逻辑组织方法，提供文件物理组织方法，提供文件存取和使用方法，实现文件目录管理，实现文件共享和安全性控制，实现文件存储空间管理等。 体系结构 大内核：将操作系统作为一个整体放在内核当中。 微内核：将操作系统的功能进行详细划分，只有微内核在内核态中存在，其他的在用户态。由于存在用户态和内核态的切换所以会影响系统整体性能。 补充 用户栈： 进程在用户空间时创建的栈

硬中断与软中断的区别 作者：Danbo 时间：2015-7-9 硬中断： 1. 硬中断是由硬件产生的，比如，像磁盘，网卡，键盘，时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ（中断请求）。基于IRQ，CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上（注：硬件驱动通常是内核中的一个子程序，而不是一个独立的进程）。 2. 处理中断的驱动是需要运行在CPU上的，因此，当中断产生的时候，CPU会中断当前正在运行的任务，来处理中断。在有多核心的系统上，一个中断通常只能中断一颗CPU（也有一种特殊的情况，就是在大型主机上是有硬件通道的，它可以在没有主CPU的支持下，可以同时处理多个中断。）。 3. 硬中断可以直接中断CPU。它会引起内核中相关的代码被触发。对于那些需要花费一些时间去处理的进程，中断代码本身也可以被其他的硬中断中断。 4. 对于时钟中断，内核调度代码会将当前正在运行的进程挂起，从而让其他的进程来运行。它的存在是为了让调度代码（或称为调度器）可以调度多任务。 软中断： 1. 软中断的处理非常像硬中断。然而，它们仅仅是由当前正在运行的进程所产生的。 2. 通常，软中断是一些对I/O的请求。这些请求会调用内核中可以调度I/O发生的程序。对于某些设备，I/O请求需要被立即处理，而磁盘I/O请求通常可以排队并且可以稍后处理。根据I/O模型的不同，进程或许会被挂起直到I/O完成

硬中断： 1. 硬中断是由硬件产生的，比如，像磁盘，网卡，键盘，时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ（中断请求）。基于IRQ，CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上（注：硬件驱动通常是内核中的一个子程序，而不是一个独立的进程）。 2. 处理中断的驱动是需要运行在CPU上的，因此，当中断产生的时候，CPU会中断当前正在运行的任务，来处理中断。在有多核心的系统上，一个中断通常只能中断一颗CPU（也有一种特殊的情况，就是在大型主机上是有硬件通道的，它可以在没有主CPU的支持下，可以同时处理多个中断。）。 3. 硬中断可以直接中断CPU。它会引起内核中相关的代码被触发。对于那些需要花费一些时间去处理的进程，中断代码本身也可以被其他的硬中断中断。 4. 对于时钟中断，内核调度代码会将当前正在运行的进程挂起，从而让其他的进程来运行。它的存在是为了让调度代码（或称为调度器）可以调度多任务。 软中断： 1. 软中断的处理非常像硬中断。然而，它们仅仅是由当前正在运行的进程所产生的。 2. 通常，软中断是一些对I/O的请求。这些请求会调用内核中可以调度I/O发生的程序。对于某些设备，I/O请求需要被立即处理，而磁盘I/O请求通常可以排队并且可以稍后处理。根据I/O模型的不同，进程或许会被挂起直到I/O完成，此时内核调度器就会选择另一个进程去运行。I

硬中断： 1. 硬中断是由硬件产生的，比如，像磁盘，网卡，键盘，时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ（中断请求）。基于IRQ，CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上（注：硬件驱动通常是内核中的一个子程序，而不是一个独立的进程）。 2. 处理中断的驱动是需要运行在CPU上的，因此，当中断产生的时候，CPU会中断当前正在运行的任务，来处理中断。在有多核心的系统上，一个中断通常只能中断一颗CPU（也有一种特殊的情况，就是在大型主机上是有硬件通道的，它可以在没有主CPU的支持下，可以同时处理多个中断。）。 3. 硬中断可以直接中断CPU。它会引起内核中相关的代码被触发。对于那些需要花费一些时间去处理的进程，中断代码本身也可以被其他的硬中断中断。 4. 对于时钟中断，内核调度代码会将当前正在运行的进程挂起，从而让其他的进程来运行。它的存在是为了让调度代码（或称为调度器）可以调度多任务。 软中断： 1. 软中断的处理非常像硬中断。然而，它们仅仅是由当前正在运行的进程所产生的。 2. 通常，软中断是一些对I/O的请求。这些请求会调用内核中可以调度I/O发生的程序。对于某些设备，I/O请求需要被立即处理，而磁盘I/O请求通常可以排队并且可以稍后处理。根据I/O模型的不同，进程或许会被挂起直到I/O完成，此时内核调度器就会选择另一个进程去运行。I

硬中断 1、硬中断是由硬件产生的。比如像磁盘、网卡、键盘、时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ（中断请求）。基于IRQ，CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上（注：硬件驱动通常是内核中的一个子程序，而不是一个独立的进程）。 2、处理中断的驱动是需要运行在CPU上的，因此，当中断产生的时候，CPU会中断当前正在运行的任务，来处理中断。在有多核心的系统上，一个中断通常只能中断一颗CPU（也有一种特殊的情况，就是在大型主机上是有硬件通道的，他可以在没有主CPU的支持下，可以同时处理多个中断）。 3、硬中断可以直接中断CPU、它会引起内核中的相关代码被触发。对于那些需要花费一些时间去处理的进程，中断代码本身也可以被其他的硬中断中断。 4、对于时钟中断，内核调度代码会将当前正在运行的进程挂起，从而让其他的进程来运行。它的存在是为了让调度代码（或成为调度器）可以调度多任务。 软中断 1、软中断的处理非常像硬中断。然而仅仅是由当前正在运行的进程所产生的。 2、通常，软中断是一些对I/O的请求。这些请求会调用内核中可以调度I/O发生的程序。对于某些设备，I/O请求需要被立即处理，而磁盘I/O请求通常可以排队并且可以稍后处理。根据i/O模型的不同，进程或许会挂起直到I/O完成，此时内核调度器会选择另一个进程去运行。I/O可以在进程之间产生调度过程通常和磁盘I/O的方式是相同的。 3

目录 硬中断 1.由与系统相连的外设(比如网卡、硬盘)自动产生的。主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包 的时候，就会发出一个中断。我们通常所说的中断指的是硬中断(hardirq)。 硬中断是外部设备对CPU的中断； 硬中断是由硬件产生的，比如，像磁盘，网卡，键盘，时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ（中断请求）。基于IRQ，CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上（注：硬件驱动通常是内核中的一个子程序，而不是一个独立的进程）。 处理中断的驱动是需要运行在CPU上的，因此，当中断产生的时候，CPU会中断当前正在运行的任务，来处理中断。在有多核心的系统上，一个中断通常只能中断一颗CPU（也有一种特殊的情况，就是在大型主机上是有硬件通道的，它可以在没有主CPU的支持下，可以同时处理多个中断。）。 硬中断可以直接中断CPU。它会引起内核中相关的代码被触发。对于那些需要花费一些时间去处理的进程，中断代码本身也可以被其他的硬中断中断。 对于时钟中断，内核调度代码会将当前正在运行的进程挂起，从而让其他的进程来运行。它的存在是为了让调度代码（或称为调度器）可以调度多任务。 软中断 1.通常是硬中断服务程序对内核的中断； 2.为了满足实时系统的要求，中断处理应该是越快越好。linux为了实现这个特点，当中断发生的时候，硬中断处理那些短时间就可以完成的工作

什么是进程 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是 操作系统 结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。 狭义定义：进程是正在运行的程序的实例（an instance of a computer program that is being executed）。 广义定义：进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是 操作系统 动态执行的 基本单元 ，在传统的 操作系统 中，进程既是基本的 分配单元 ，也是基本的执行单元。 第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。 第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。[3] 进程是操作系统中最基本、重要的概念。是多道程序系统出现后

文章目录 1.什么是前驱图？为什么要引入前驱图 3.为什么程序并发执行会产生间断性特征？ 4.程序并发执行为什么会失去封闭性和可再现性？ 5.操作系统为什么要引入进程的概念？会产生什么影响。 6.试从动态性，并发性，独立性上比较进程和程序 7.试说明PCB的作用具体表现在那几个方面，为什么说PCB是进程存在的唯一标志 8.PCB提供了进程管理和调度的哪些信息？ 9.进程控制块的组织方式 10.什么是操作系统内核？内核的主要功能 12.为什么要引入挂起状态 13.在进程切换时，要保存CPU那些信息 14.进程创建的主要事件 15.进程被撤销的主要事件 16.创建一个进程所要完成的工作 17.撤销一个进程所要完成的工作 18.试说明引起进程阻塞或者被唤醒的主要事件 19.为什么要引入线程 20.线程属性 21.试从调度性、并发性、拥有资源、时空开销比较进程和线程 22.线程控制块包含那些内容 23.何谓用户级线程和内核支持线程 24.试说明用户线程的实现方法 1.什么是前驱图？为什么要引入前驱图 前驱图 前驱图是一个有向，不循环图。用于描述进程之间执行的先后关系。 图中每个点可以表示一个程序段、进程，乃至一条语句；结点间的有向边则用来表示两个结点之间存在的偏序或前趋关系。 原因 引入前趋图可以形象地表示进程之间的前后关系和顺序，可以更好的描述进程的顺序和并发执行。 3

•Kubernetes介绍 1.背景介绍 　　云计算飞速发展 　　　　- IaaS 　　　　- PaaS 　　　　- SaaS 　　Docker技术突飞猛进 　　　　- 一次构建，到处运行 　　　　- 容器的快速轻量 　　　　- 完整的生态环境 2.什么是kubernetes 　　首先，他是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统（谷歌内部:Borg）。在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。 　　Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台，具有完备的集群管理能力，多扩多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和发现机制、內建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制以及多粒度的资源配额管理能力。同时Kubernetes提供完善的管理工具，涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节。 Kubernetes中，Service是分布式集群架构的核心，一个Service对象拥有如下关键特征： 拥有一个唯一指定的名字 拥有一个虚拟IP（Cluster IP、Service IP、或VIP）和端口号 能够体统某种远程服务能力