【操作系统】3、CPU管理的直观想法和多进程图像

本文中心内容提炼：

CPU如何运行：启动一个进程，运行这个进程

CPU如何更好的运行（管理）：启动多个进程， 多道进程， 交替执行。

多进程图像：OS通过管理进程， 来管理计算机

多进程的组织、交替、影响、合作——

本文引入后序课程的学习

 

 

进入正文：

第一部分：CPU管理的直观想法

CPU工作原理：取指执行——（how?）设好PC初值，也就是一段数据开始的地址，然后自动地取指执行

 

出现问题：磁盘IO时间  >>  计算时间 —— IO操作需要访问磁盘，是在机械设备上操作， 而CPU是电子设备， 电子设备速度快于机械设备

如果程序先执行一些计算指令、再执行IO操作、再进行计算， 则CPU需要经过 工作-等待-工作的过程， 效率低下

 

如何使CPU忙碌起来？ 管理CPU的核心 —— 多道程序，交替执行！

这种CPU管理方法称为 并发。 并：同时， 发：出发

详细说来， 就是先设置好PC初值， 恰当时候（如开始IO）PC切到另一段程序

 

当然， 在这个过程中， 仅仅切换PC是不够的， 我们还需要记录PC切出去之前的信息——程序执行到哪里？ PC切出去之前程序的样子？

我们用PCB记录PC切出去之前的信息

 

可以看到， 运行的程序（内存中）和静态程序（磁盘中）大不相同， 运行中的程序我们称之为——进程

 

第二部分：多进程图像

 

操作系统通过管理进程来管理计算机

多进程图像：从启动开始到关机结束

 

 

多进程图像的组织：

 

 

 

 多进程图像的交替：

 

 交替： 队列操作 + 调度 + 切换

调度： 选择下一个执行的程序的优先级：

 

 进程的切换：

 

 多个进程互相影响：

内存中多进程地址分离——映射表

 

多进程互相合作：