进程、实时系统、分时系统、批处理系统等概念

操作系统的

转载:https://blog.csdn.net/zgbsoap/article/details/574841

1、操作系统有4个主要任务:进程管理、进程间通信与同步、内存管理和I/O资源管理

下面内容来源于wiki 关于进程的

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A0%86%E7%A9%8D

1、进程(英语:process),是指计算机中已运行的程序。进程为曾经是分时系统的基本运作单位。在面向进程设计的系统(如早期的Unix,Linux 2.4及更早的版本)中,进程是程序的基本执行实体;

2、在面向线程设计的系统(如当代多数操作系统、Linux 2.6及更新的版本)中,进程本身不是基本运行单位,而是线程的容器

3、程序本身只是指令、数据及其组织形式的描述,进程才是程序(那些指令和数据)的真正运行实例

4、若干进程有可能与同一个程序相关系,且每个进程皆可以同步(循序)或异步(平行)的方式独立运行。现代计算机系统可在同一段时间内以进程的形式将多个程序加载到存储器中,并借由时间共享(或称分时复用),以在一个处理器上表现出同时(平行性)运行的感觉。同样的,使用多线程技术(多线程即每一个线程都代表一个进程内的一个独立执行上下文)的操作系统或计算机体系结构,同样程序的平行线程,可在多CPU主机或网络上真正同时运行(在不同的CPU上)。

5、映像是数据的物理结构,又称为存储结构,数据结构在计算机中的表示(又称映像)称为数据的物理结构,又称存储结构。

6、特点总结:(1)一个程序可以对应多个进程(2)线程和进程都有并行的特点

7、实时分时系统文章

文章摘自:

https://blog.csdn.net/qq_30137611/article/details/68065609

(1)批处理和分时的区别

从他们的定义我们大概可以总结出: 

批处理系统没有人机交互,而分时系统允许多个用户同时使用 

批处理系统中允许程序长时间地占用CPU,而分时系统不允许 

(2)实时和分时系统的区别

转载:https://blog.csdn.net/zgbsoap/article/details/574841

嵌入式操作系统可以分为实时操作系统和分时操作系统两类。实时操作系统是指具有实时性,能支持实时控制系统工作的操作系统。实时操作系统的首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务;其次才着眼于提高计算机系统的使用效率,其重要特点是通过任务调度来满足对于重要事件在规定的时间内做出正确的响应。实时操作系统与分时操作系统有着明显的区别。具体地说,对于分时操作系统,软件的执行在时间上的要求并不严格,时间上的延误或者时序上的错误,一般不会造成灾难性的后果。而对于实时操作系统,主要任务是对事件进行实时的处理,虽然事件可能在无法预知的时刻到达,但是软件必须在事件随机发生时,在严格的时限内做出响应(系统的响应时间)。即使是系统处在尖峰负荷下,也应如此,系统时间响应的超时就意味着致命的失败。另外,实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性,即系统能对运行的最好和最坏情况做出精确的估计。

问题:多道程序按不按时间片来分配时间 ,时间片是在分时系统中提出的概念,多道程序没有时间片的概念

8、整批系统环境,进程称为工作。

9、分时系统环境,进程称为用户程序或任务。

10、在多个情况,工作和进程是同义词,但进程已较为人接受。

11、用户下达运行程序的命令后,就会产生行程。同一程序可产生多个行程(一对多关系),以允许同时有多位用户运行同一程序,却不会相冲突。

行程需要一些资源才能完成工作,如CPU使用时间、存取器、文件以及I/O设备,且为依序逐一进行,也就是每个CPU核心任何时间内仅能运行一项行程。

12、一个计算机系统进程包括下列数据

(1)那个程序的可执行机器代码的一个在存储器的映像。

(2)分配到的存储器(通常是虚拟的一个存储器区域)。存储器的内容包括可执行代码、特定于行程的数据(输入、输出)、调用堆栈、堆栈(用于保存运行时运输中途产生的数据)。

(3)分配给该行程的资源的操作系统描述符,诸如文件描述符(Unix术语)或文件句柄(Windows)、数据源和数据终端。

(4)安全特性,诸如行程拥有者和行程的权限集(可以容许的操作)。

(5)处理器状态(内文),诸如寄存器内容、物理存储器定址等。当行程正在运行时,状态通常存储在寄存器,其他情况在存储器。

13、行程在运行时,状态(state)会改变。所谓状态,就是指行程当前的动作:

  • (1)新生(new):行程新产生中。
  • (2)运行(running):正在运行。
  • (3)等待(waiting):等待某事发生,例如等待用户输入完成。亦称“阻塞”(blocked
  • (4)就绪(ready):排班中,等待CPU。
  • (5)结束(terminated):完成运行。

各状态名称可能随不同操作系统而相异;对于单CPU系统(UP),任何时间可能有多个行程为等待、就绪,但必定仅有一个行程在运行。

14、windows进程

操作系统使用进程ID来唯一标识每个进程。在一个进程内部,使用进程句柄来标识关注的每个进程。使用Windows API从进程ID获取进程句柄

15、创建的子进程可以继承父进程的

16、时间片:

(1)时间片(timeslice)又称为“量子(quantum)”或“处理器片(processor slice)”是分时操作系统分配给每个正在运行的进程微观上的一段CPU时间(在抢占内核中是:从进程开始运行直到被抢占的时间)

(2)现代操作系统(如:Windows、Linux、Mac osx等)允许同时运行多个进程 —— 例如,你可以在打开音乐播放器听音乐的同时用浏览器浏览网页并下载文件。事实上,由于一台计算机通常只有一个CPU,所以永远不可能真正地同时运行多个任务。这些进程“看起来像”同时运行的,实则是轮番穿插地运行,由于时间片通常很短(在Linux上为5ms-800ms),用户不会感觉到

(3)时间片由操作系统内核的调度程序分配给每个进程。首先,内核会给每个进程分配相等的初始时间片,然后每个进程轮番地执行相应的时间,当所有进程都处于时间片耗尽的状态时,内核会重新为每个进程计算并分配时间片,如此往复。

(4)通常状况下,一个系统中所有的进程被分配到的时间片长短并不是相等的,尽管初始时间片基本相等(在Linux系统中,初始时间片也不相等,而是各自父进程的一半),系统通过测量进程处于“睡眠”和“正在运行”状态的时间长短来计算每个进程的交互性,交互性和每个进程预设的静态优先级(Nice 值)的叠加即是动态优先级,动态优先级按比例缩放就是要分配给那个进程时间片的长短。一般地,为了获得较快的响应速度,交互性强的进程(即趋向于IO消耗型)被分配到的时间片要长于交互性弱的(趋向于处理消耗型)进程。

17、分时操作系统和实时操作系统详细介绍

转载原文:https://blog.csdn.net/qq_37653144/article/details/77857376 

(1)分时系统在这样的背景下诞生,因此分时系统是指在一台主机上连接了多个终端并由此组成的系统,该系统允许多个用户同时通过自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。分时操作系统最典型的例子就是UNIX和Linux,它们可以同时连接多个终端,并且每隔一段时间重新扫描进程,重新分配进程的优先级,动态分配系统资源

(2)简而言之,分时操作系统的核心原理在于将作业直接放入内存,并引入了时间片的概念,采用轮转运行的方式,规定每个作业每次只能运行一个时间片,然后就暂停该作业并立即调度下一个作业运行。在不长的时间内使所有的作业都执行一个时间片的时间,便可以使每个用户都能及时地与自己的作业进行交互,从而使用户的请求得到及时响应。这样就解决了在分时系统中最重要的及时接收、及时处理问题。因此如果任务开启过多,会导致速度变慢,因此尽量关闭没用的程序。

(3)分时特点:

·多路性:系统允许将多台终端同时连接到一台主机上,并按分时原则为每个终端分配系统资源,提高资源利用率,降低使用费用。

·独立性:各终端之间相互独立,互不干扰,每个用户都感觉像一人独占主机一样。

·及时性:用户的请求能在很短的时间内就得到响应。

·交互性:用户可通过终端与系统进行人机对话,例如请求多方面的服务。

实时

(1)因此实时操作系统是指是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,调度一切可利用的资源完成实时任务,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。

实时操作系统的处理机制与分时操作系统在底层原理上相同,但实时操作系统有其独特的要求,例如在规定时间内完成特定功能等。

(2)实时操作系统必须能在一定时间限制内解决实时任务,这些任务通常与某个外部设备有关,能反应或控制相应的外部设备,具有一定紧迫性

两者比较:

·多路性:两者都具有多路性。软实时与分时系统中的多路性表现为系统按分时原则为多个任务终端用户服务;硬实时则指系统周期性地对多路现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。

·独立性:两者都具有独立性。每个终端用户在向分时系统提出服务请求时,是彼此独立的操作,互不干扰;而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制,也彼此互不干扰。

·及时性:实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级、百毫秒级直至毫秒级,甚至有的要低于100微秒。

·交互性:实时信息处理系统具有交互性,但这里人与系统的交互,仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。

·可靠性:分时系统要求系统可靠,相比之下,实时系统则要求系统高度可靠。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失甚至无法预料的灾难性后果。因此,在实时系统中,采取了多级容错措施来保证系统的安全及数据的安全。

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