1-操作系统简介

操作系统发展史

第一代计算机：人参与的很多，计算机资源大量浪费，程序一旦出错，人要现场改，计算机闲置，其他人也不能操作。

第二代计算机：人参与的工作减少，资源得到更多的利用，程序写在磁带上，一次把一个程序读到内存，执行完一个程序才能执行下一个程序--串行。

　　　　　　出现批处理系统概念，提升利用计算机资源，即使运行是一个程序出错，会立刻执行下一个程序，人不能当场排错，计算机效率提升。

　　　　　　缺点：人搬运设备，要等待运行结果。

第三代计算机：电子元件连接在一起，不需要人搬运，开发了新的分时操作系统，多用户多任务。

　　　　　　当时的理念是多个用户同时操作计算机，对于现在而言意义不大，因为现在有网络，不需要几个人拿着鼠标键盘同时连接到计算机。

　　　　　　多道(多个程序)技术----并发

　　　　　　　　1空间上的复用：运行程序前，将多个程序加载到内存，共享内存空间，为时间上的复用做准备。

　　　　　　　　　　　　　　　　空间复用的前提，内存足够大、进程间物理隔离(最开始硬件层面技术达不到，直到后来...)。

　　　　　　　　　　　　　　　　如果内存不隔离，会丧失稳定性，一旦关闭程序释放内存，多个进程混合在一起，可能其他进程的内存也会被释放。

　　　　　　　　　　　　　　　　且还会造成数据不安全，一旦一个程序由bug，别人攻击此程序，就可以看到内存中所有的数据。

　　　　　　　　2时间上的复用：站在cpu的角度假设干了一天活，这一天里一段时间干任务1，一段时间干任务2以此类推，一段时间叫时间片

　　　　　　　　　　　　　　　若一天都在运行一个程序，就成串行了。

　　　　　　　　　　　　　　　cpu在多个进程间不停切换，切的足够快让使用者无法感知，就好像在同时运行----并发。

　　　　　　　　　　　　　　　多个任务复用cpu时间片，遇到IO切，占用cpu时间过长切。

一个程序在IO，cpu切换到其他进程，让IO的时间cpu不空闲，达到时间复用，可以提高cpu执行效率。---------IO密集型

一个程序占用cpu时间过长，os拿回cpu执行权，雨露均沾让其他进行也可以执行，这并不会提高cpu执行效率，反而降低了效率。-----------计算密集型

多道技术的核心：cpu的切换受os控制，至于效率问题，os有自己的算法，会综合IO密集与计算密集的场景，背后有算法的支撑，尽可能的折中。

分时操作系统：多用户多任务，在多道基础的基础上，实现多个任务的并发运行。

那个时代想着给每个连接到此终端的用户，发个虚拟终端就可以全部连接到一台电脑上，以失败告终，为linux的成功奠定了基础。

　　

os的本质

归根结底多道技术是os层面的技术，大神程序员早就处理好了，站在巨人的肩膀起飞。

os是一个程序，位于硬件与上层应用间，负责协调、管理

进程与线程

进程：申请内存空间，拉入程序输入，程序执行期间产生的数据管理，以及最后内存的回收，报错程序运行与资源管理。

线程：在进程中划分出来的更细粒度，只涉及到程序执行的流水线----就是指代码的运行，不包括涉及的资源申请释放等过程。

进程是个资源单位，线程是个执行单位，一个进程可以有多个线程，多个线程间数据共享。

cpu运行的是线程，不负责资源问题。

进程三种状态

运行、就绪、阻塞

运行：获得cpu时间片，在执行程序。

就绪：占用cpu时间过长，或更高优先级的进程来了，os将cpu时间片分给了他，你进入就绪，等待下次os分配cpu时间片

阻塞：任务运行态时遇到IO不占cpu，硬盘在工作或者其他IO，此时进程进入阻塞，IO结束只能进入就绪，等待分配cpu时间片。

背后os的分配逻辑对应着算法，用汇编语言写的。

效率最高：一直握着cpu时间片不撒手，一直执行此线程，但os不允许这样。唯一能控制的就是阻塞态，尽可能减少IO操作，让就绪态尽可能的多，得到cpu时间片就可以运行，否则cpu时间片分配给你，你却处于阻塞状态，那么就丧失了执行机会。