作業系統如何支援多程序

2021-09-01 21:00:46 字數 2395 閱讀 4857

計算機啟動的時候最後執行的是main.c中的main

main中的fork()建立了第乙個程序

if(!fork())

init執行了shell(如果是windows,桌面)

shell的核心**:

pcb+狀態+佇列

用pcb放在不同的佇列中,用狀態推進這多個程序 進行狀態轉換

當然不是所有的程序都在就緒佇列中,還有一些程序在等待佇列中,等待某一事件,就比如我們在食堂買飯,沒帶飯卡,就算排到你了,你也買不了,只能等待,等待有卡的時候,程序也是,就算排到它了,它也不能執行

程序狀態圖:

例:下圖

乙個程序要啟動磁碟讀寫

把它的狀態設為等待狀態『w』;

將它放入等待佇列;

schedule()是切換;

如何排程

switch_to()如下圖

如右圖,讓pcb1=cpu中的pcb,然後讓cpu中的pcb=pcb2

當然記錄這些得精細的記錄cpu的哪個暫存器放在**等,所以c**是不行的,要寫彙編**

為什麼會相互影響?

因為多個程序都放在記憶體中

如下圖,對於**1中第二句要把ax賦給100這個地方,

但是這100很有可能就是程序2的位址(**2),

這樣就會導致把程序2的內容修改,程序2可能就會出錯

多程序的位址空間分離(是記憶體管理的主要內容)

多個程序的位址分離

多個程序的位址必須要分離,否則它們會打架,會出事

用對映表將他們分離

如下圖,**1的真實記憶體是780,而**2的是1260

兩個程序隨便怎麼折騰,互相不影響,很好的共存

所以說程序管理連帶記憶體管理形成多程序影象

程序的同步與合作

程序不是直接開始列印,先放到佇列裡,這樣程序就可以去幹其他事了

如下圖,有的程序往佇列裡放,有的往出取,這不就合作了嘛

再比如:生產者-消費者例項

如上圖,buffer就是共享緩衝區

生產者往共享緩衝區裡放東西,消費者去東西,它倆根據共享資料進行合作

怎麼合作?

首先緩衝區滿了就不該往裡面放,所以counter共享變數用來判斷,幫助它們合作

產生的問題:

問題如下圖

生產者消費者交替執行

假設count=5

第一行:將count賦給p.register,p.register=5

二 :p.register+1就是6

三 :將count賦給c.register,c.register=5

四 :c.register+1就是6

五 :counter=p.register=6

六 :counter=c.register=6

最終counter=6,而我們想要的結果是5,加一減一之後還是五,問題不就出現了嘛

合理推進程式,

在切換程序時會檢查鎖,不通過會繼續執行p,如下圖

下圖是流程及解決方法

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