操作系统基础知识 多道技术 进程理论
概要
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题目讲解
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UDP协议
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UDP协议实战
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操作系统的发展史
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多道技术
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进程理论
内容
1、题目讲解
# 能够实现功能即可 暂时无需整合到一起
以上传下载电影为例: 其实写了一个另外一个反过来就可以
# 以上传电影为例
参考文件代码
优化: 利用字典来做功能整合
思路:
1.上传的电影如何判断是否重复
小白思想:校验电影名称是否存在
正确思想:校验电影名称的md5值(核心是内容不是名称)
2.上传的电影如何判断是否一致
提前对电影内容加密 之后再次加密对比是否一致
代码：
服务端
import socket
import json
import struct
server = socket.socket()
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
server.listen(5)
sock, addr = server.accept()
# 1.接收固定长度的报头
header = sock.recv(4)
# 2.解析出字典的长度
dict_len = struct.unpack('i', header)[0]
# 3.接收字典数据
dict_bytes = sock.recv(dict_len)
dict_data = json.loads(dict_bytes)
# 4.接收真实数据
recv_size = 0
total_size = dict_data.get('file_size')
file_name = dict_data.get('file_name')
# 5.文件操作
with open(file_name, 'wb') as f:
while recv_size < total_size:
data = sock.recv(1024)
f.write(data)
recv_size += len(data)
用户端
import socket
import os
import json
import struct
client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 8080))
movie_dir_path = r'/Users/jiboyuan/Desktop/直播课/python基础day33/视频'
while True:
# 1.循环展示出需要上传的电影列表
movie_name_list = os.listdir(movie_dir_path)
for i, movie_name in enumerate(movie_name_list, start=1):
print(i, movie_name)
choice = input('请选择您想要上传的电影编号>>>:').strip()
if not choice.isdigit():
continue
choice = int(choice)
if choice not in range(1, len(movie_name_list) + 1):
print('请输入正确的编号')
continue
# 2.获取电影名字
target_movie_name = movie_name_list[choice - 1]
# 3.拼接电影路径
movie_path = os.path.join(movie_dir_path, target_movie_name)
# 4.制作字典数据
movie_dict = {
'file_name': target_movie_name,
'file_desc': '请及时补充营养',
'file_size': os.path.getsize(movie_path)
}
movie_dict_json = json.dumps(movie_dict)
movie_dict_len = len(movie_dict_json.encode('utf8'))
# 5.制作字典报头
dict_header = struct.pack('i', movie_dict_len)
# 6.发送字典报头
client.send(dict_header)
# 7.发送字典数据
client.send(movie_dict_json.encode('utf8'))
# 8.发送真实数据
with open(movie_path,'rb') as f:
for line in f:
client.send(line)
2、UDP协议
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))
msg, addr = server.recvfrom(1024)
print('msg>>>:', msg.decode('utf8'))
print('addr>>>:', addr)
server.sendto(b'hello baby', addr)
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)
3、操作系统的发展史:学习并发编程其实就是在学习操作系统 理论较多 实践较少 因为都是封装好的代码
1.穿孔卡片
优势:一个人使用电脑
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
是现代计算机核心部件的雏形 提高CPU的利用率
# 综上:操作系统的发展史其实就是提升CPU利用率的过程
4、多道技术
# 学习的目的:提升CPU利用率 降低程序等待时间
前提:目前研究都是以计算机是单核的情况下 意思就是只有一个CPU的情况下
串行:多个任务排队执行 总耗时就是多个任务完整时间 叠加 # eg:20+30+50
多道:利用空闲时间提前准备 缩短总的执行时间并且还能提高CPU的利用率
"""
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:
第一种 程序遇到IO操作时 CPU自动切走运行其他程序
第二种 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"""
做饭需要30min
洗衣需要50min
烧水需要20min
串行总共需要耗时:30min + 50min + 20min
多道总共需要耗时:50min
5、进程理论
# 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
# 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
对于长时间任务不太友好
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做到运行多个程序
6、重要概念(并发与并行)
# 并发与并行
看上去像同时在执行就可以称之为是并发
例如:
饭店里面有多桌客人(任务)
但是只有一个服务员(CPU)
如何让所有客人都感觉被服务员服务着(CPU执行)
让服务员在多桌客人之间快速的来回切换并保存状态即可
让CPU在多个程序之间利用多道技术来回切换+保存状态
单核肯定能够实现并发 但是不能实现并行!!!
并行
必须同一时间同时运行才可以称之为并行
"""单核计算机肯定不能实现并行!!! 必须要有多个CPU"""
# 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
7、重要概念2(同步与异步)
# 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
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)
'''
阻塞:阻塞态
非阻塞:就绪态、运行态
ps:以后不需要考虑是哪个状态 知识今天深入学习一下
8.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
# 上述两组属于两个不同概念 但是可以结合
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)
浙公网安备 33010602011771号