作業系統 程序和程式

2021-10-06 03:32:53 字數 1896 閱讀 6705

馮諾依曼體系:

輸入裝置:鍵盤、滑鼠、掃瞄器、寫字板等。

儲存器:記憶體。

**處理器(cpu):含有運算器和控制器等

輸出裝置:顯示器、印表機等。

硬碟:在開啟硬碟中的檔案時,硬碟屬於輸入裝置(硬碟中資料的輸入到儲存器中,再在cpu中執行;

在硬碟中新建乙個檔案,然後往硬碟中輸入資料,此時硬碟就是乙個輸出裝置。

(注意:1.同乙個裝置,在 不同場景中可能作為輸出裝置,也可以表示為輸入裝置 2.不考慮快取情況,這裡的cpu能且只能對記憶體進行讀寫,不能訪問外設(輸入或輸出裝置)3.外設(輸入或輸出裝置)要輸入或者輸出資料,也只能寫入記憶體或者從記憶體中讀取。4.所有裝置都只能直接和記憶體打交道)

計算效率:雲儲存 < 硬碟 < 記憶體 < cpu快取

cpu執行的命令型別:

(1)邏輯處理:如程式中邏輯運算子

(2)計算型:如n++

(3) 資料操作:資料拷貝、io

任何計算機系統都包含乙個基本的程式集合,稱為作業系統(os)。

包括:1.核心:(程序管理,記憶體管理,檔案管理,驅動管理)

程序的管理:通過pcb的結構體來儲存程序資訊,包括pid(程序啟動以後系統分配)、程序名、程序狀態等

記憶體管理:

驅動程式:管理電腦中對應裝置的程式,有了驅動程式對應裝置才可以執行(如記憶體、硬碟、網絡卡等都有對應的驅動程式,系統通過管理驅動程式管理電腦的裝置)

驅動管理:通過驅動程式間接的管理計算機硬體(可以有虛擬的驅動程式)

統計資訊:系統可以統計系統資訊,如記憶體、網路等等

其他程式:(例如函式庫,shell程式等等)

程序和程式的區別:

程式是有序**的集合,程序是程式的執行

乙個程式可對應多個程序即多個程序可執行同一程式;

乙個程序可以執行乙個或幾個程式

時間片:任務執行的一小段時間叫做時間片

任務正在執行時的狀態叫執行狀態

務執行一段時間後強制暫停去執行下乙個任務,被暫停的任務就處於就緒狀態

併發:多個程序在乙個cpu下採用時間片輪轉的方式,在一段時間之內,讓多個程序都得以推進,稱之為並

發。並行:多個程序在多個cpu下分別,同時進行執行,這稱之為並行。

使用者態:因為這是最低特權級,是普通的使用者程序執行的特權級,大部分使用者直接面對的程式都是執行在使用者態(執行使用者程式)

核心態:作業系統核心作為直接控制硬體裝置的底層軟體,許可權最高(執行作業系統程式)

區別:1.執行在使用者態下的程式不能直接訪問作業系統核心資料結構和程式,在系統中執行乙個程式時,大部分時間是執行在使用者態下的,在其需要作業系統幫助完成某些它沒有權力和能力完成的工作時就會切換到核心態。

2.處於使用者態執行時,程序所能訪問的記憶體空間和物件受到限制,其所處於占有的處理機是可被搶占的;

3.而處於核心態執行中的程序,則能訪問所有的記憶體空間和物件,且所占有的處理機是不允許被搶占的。

程序中的上下文:程序在時間片輪轉切換時,由於每個程序執行環境不同,就涉及到轉換前後的上下文環境的切換(上文就是上乙個程序的環境,下文就是當前程序的環境)

每次切換時,cpu的所有暫存器中的值、程序的狀態以及堆疊上的內容(就是程序的環境)需要被儲存起來。

切換時需要儲存當前程序的所有狀態,即儲存當前程序的程序上下文,以便再次執行該程序時,能夠恢復切換時的狀態,繼續執行。

就緒:程序處於可執行的狀態,只是cpu時間片還沒有輪轉到該程序,則該程序處於就緒狀態。

執行:程序處於可執行的狀態,且cpu時間片輪轉到該程序,該程序正在執行**,則該程序處於執行狀態。

阻塞:程序不具備執行條件,正在等待某個事件的完成

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