python 操作系统

python 操作系统

UDP协议

# 基于UDP协议的socket
udp是无链接的，启动服务之后可以直接接受消息，不需要提前建立链接

# 服务端
import socket
server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)  # 自己指定UDP协议(默认是TCP协议)
server.bind(('127.0.0.1', 8080)) # 绑定服务器套接字
msg, addr = server.recvfrom(1024)
print('msg>>>:', msg.decode('utf8'))
print('addr>>>:', addr)		
server.sendto(b'hello baby', addr)

# 客户端
import socket
client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server_addr = ('127.0.0.1', 8080)  # 查找通讯录
client.sendto(b'hello server baby', server_addr)
msg, addr = client.recvfrom(1024)
print('msg>>>:', msg.decode('utf8'))
print('addr>>>:', addr)

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操作系统的发展史

'''  1946年第一台计算机诞生--20世纪50年代中期，计算机工作还在采用手工操作方式。此时还没有操作系统的概念。'''
1.穿孔卡片
 优势:一个人独占电脑
  劣势:CPU利用率极低

2.联机批处理系统
	一次性可以录入多个用户指令、缩短了CPU等待的时间、提高了CPU的利用率
  
3.脱机批处理系统
	为克服与缓解：高速主机与慢速外设的矛盾，提高CPU的利用率，又引入了脱机批处理系统，即输入/输出脱离主机控制

多道技术

 # 什么是多道技术
    所谓多道程序设计技术，就是指允许多个程序同时进入内存并运行。即同时把多个程序放入内存，并允许它们交替在CPU中运行，它们共享系统中的各种硬、软件资源。当一道程序因I/O请求而暂停运行时，CPU便立即转去运行另一道程序
    
# 单道程序
在A程序计算时，I/O空闲， A程序I/O操作时，CPU空闲（B程序也是同样）；必须A工作完成后，B才能进入内存中开始工作，两者是串行的，全部完成共需时间=T1+T2

多道程序

#单处理机系统中多道程序运行时的特点：
　　（1）多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的程序；
　　（2）宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕；
　　（3）微观上串行：实际上，各道程序轮流地用CPU，并交替运行
    
   ''' 多道技术
	1.空间上的复用
		多个任务共用一套计算机硬件
	2.时间上的复用
		切换+保存状态
			CPU在两种情况下会被拿走
				1.程序遇到IO操作 CPU自动切走运行其他程序
				2.程序长时间占用CPU 系统发现之后也会强行切走CPU 保证其他程序也可以使用'''

进程

# 什么是程序、什么是进程
  程序:一堆没有被执行的代码(死的)
  进程:正在运行的程序(活的)
    
# 为什么有进程的概念
	'就是为了更加精确的描述出一些实际状态'
	从理论角度看，是对正在运行的程序过程的抽象；
	从实现角度看，是一种数据结构，目的在于清晰地刻画动态系统的内在规律，有效管理和调度进入计算机系统主存储器运行的程序
    
# 进程调度算法发展史
  1.先来先服务
  	对短作业任务不太友好
  2.短作业优先
  	多长作业任务不太友好
  3.时间片轮转法与多级反馈队列
  	时间片轮转法:先公平的将CPU分给每个人执行
    多级反馈队列:根据作业长短的不同再合理分配CPU执行时间
  '''目的就是为了能够让单核的计算机也能够做到运行多个程序'''

进程的并行与并发

# 并行 
并行是指两者同时执行，比如有两条车道，在某一个时间点，两条车道上都有车在跑；（资源够用，比如三个线程，四核的CPU ）
"""单核计算机肯定不能实现并行!!! 必须要有多个CPU"""

# 并发
并发是指资源有限的情况下，两者交替轮流使用资源，比如一段路(单核CPU资源)同时只能过一个人，A走一段后，让给B，B用完继续给A ，交替使用，目的是提高效率

# 并行与并发的区别

并行是从微观上，也就是在一个精确的时间片刻，有不同的程序在执行，这就要求必须有多个处理器

并发是从宏观上，在一个时间段上可以看出是同时执行的，比如一个服务器同时处理多个session。

注意：早期单核CPU时候，对于进程也是微观上串行（站在cpu角度看），宏观上并行（站在人的角度看就是同时有很多程序在执行）

# 高并发与高并行
高并发:我们写的软件可以支持1个亿的并发量
    	一个亿的用户来了之后都可以感觉到自己被服务着
        
高并行:我们写的软件可以支持1个亿的并行量
    	上述话语的言外之意是计算机有一亿个CPU
        

同步异步阻塞非阻塞

状态介绍

在了解其他概念之前，我们首先要了解进程的几个状态。在程序运行的过程中，由于被操作系统的调度算法控制，程序会进入几个状态：就绪，运行和阻塞。

# 就绪(Ready)状态

　　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。

# 执行/运行（Running）状态
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(Blocked)状态
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。引起进程阻塞的事件可有多种，例如，等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等

同步与异步

# 同步
  	提交完任务之后原地等待任务的返回结果 期间不做任何事情
# 异步
  	提交完任务之后不愿地等待任务的结果 直接去做其他事情 有结果自动提醒

阻塞与非阻塞

# 概念
阻塞和非阻塞这两个概念与程序（线程）等待消息通知(无所谓同步或者异步)时的状态有关 
也就是说阻塞与非阻塞主要是程序（线程）等待消息通知时的状态角度来说的

进程三状态图
  	就绪态:程序之进入运行态之前肯定要处于就绪态
    运行态:程序被CPU执行着
    阻塞态:程序执行过程中有IO操作
    '''
    如果想要尽可能的提升程序执行效率 
    就要想办法让我们的程序一直处于就绪态和运行态(不要有IO操作)
    '''

同步异步与阻塞非阻塞结合

同步异步:用来描述任务的提交方式
阻塞非阻塞:用来描述任务的执行状态
    

  # 同步阻塞:
    银行排队办理业务 期间不做任何事
  # 同步非阻塞:
    银行排队办理业务 期间喝水吃东西 但是人还在队列中
  # 异步阻塞:
    在椅子上坐着 但是不做任何事
  # 异步非阻塞:
    在椅子上坐着 期间喝水吃东西办公	(程序运行的极致) 最优解
    
'''    同步和阻塞混淆：
    是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来
    异步和非阻塞混淆：
    因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞'''

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