操作系统的发展与进程初识

被刻印的时光 ゝ 提交于 2019-11-27 00:42:26

一.操作系统

1.os组成

os组成包括硬件和软件

硬件:主机(CPU + 存储器),I/O设备

软件:系统软件,应用软件

2.os发展史

脱机批处理系统:单道批处理系统与多道批处理系统。

单道批处理系统:

优点:缩短了手工操作的时间,提高了CPU的利用率

缺点:

半自动化,不提供人机交互能力,需要人参与,给用户使用带来了不便

计算过程是串行,限制了即使系统的使用效率

必须等所有文件处理完,才返回结果,降低了程序的开发效率

 

多道批处理系统:运用了多道技术的批处理系统

特点:遇到IO操作就切换程序,使得cpu的利用率提高了。解决CPU的速度与I/O速度不匹配的矛盾

时空复用:

空间复用:把内存分成多个独立的小内存空间,一个空间执行一个程序

时间复用:不同的程序或用户轮流使用它

技术的实现:

中断:使正在运行的程序让出CPU

状态保存:用PSW保存系统被中断时的状态,放入PCB池中

优点:提高了CPU的运行效率

 

分时操作系统:使用分时技术的操作系统。

时间片:操作系统将CPU的时间划分成若干个片段

分时技术:按时间片轮流把CPU分给多个程序使用

 

特点:

多路性:若干个用户同时使用一台计算机。

交互性:实现人机交互

独立性:用户之间可以相互独立操作,互不干扰

及时性:能做出及时响应

 

优点:提高多个程序的共同效率

 

缺点:降低了单个程序的处理效率

 

实时操作系统:

定义:在确定性的时间内,执行完程序,并返回相应的结果。

           一般多用在与军事相关的操作系统上

 

二.进程

进程:程序关于某数据集合的一次运行活动,是OS进行资源分配和调度的基本单位

进程实体结构:

数据结构P

内存代码C

内存数据D

通用寄存器R

程序状态字信息PSW

 

进程三态:

就绪态:当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源,只要获得处理机便可立即执行,这时的进程状态称为就绪状态。

运行态:当进程已获得处理机,其程序正在处理机上执行,此时的进程状态称为执行状态。

阻塞态:正在执行的进程,由于等待某个事件发生而无法执行时,便放弃处理机而处于阻塞状态

 

挂起态:

使用前提:使用前提:计算机系统在运行过程中出现资源不足时候

资源不足表现为:性能低和死锁

 

定义:剥夺进程占有内存及其他资源,不参与进程调度,被os或程序主动结束挂起态后,再从硬盘调入内存并恢复其他资源,参与调度

挂机态与阻塞态的区别:

阻塞态:在内存中处于等待

挂起态:不占据内存,所有数据储存在硬盘中

 

同步与异步

同步:任务提交之后 原地等待的任务的执行并拿到返回结果才走 期间不做任何事

异步:任务提交之后 不再原地等待 而是继续执行下一行代码

 

阻塞与非阻塞

阻塞:阻塞态

非阻塞:就绪态 运行态

 

进程同步

互斥锁:

使用前提:当多个进程操作同一份数据的时候 会造成数据的错乱

使用限制:锁必须在主进程中产生 交给子进程去使用

加锁处理把程序的并发运行变成了串行,虽然降低了效率但是提高了数据的安全

锁的使用会增加程序的复杂度,也容易造成死锁现象

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