计算机四级网络工程师--《操作系统（Operating System）》重点内容学习3

开篇语

今天第三次看《操作系统》，本次码字实在“汽车概论”的课堂上写出来的，怀着，唔，应该算是比较糟糕的心情。三月份的计算机的等级考试是在月底3/25-28的。所以不做好笔记，到时候考前还得重新学一遍，学习笔记模式---开！！！！
前面还有两篇类似的：
计算机四级网络工程师--《操作系统（Operating System）》重点内容学习
计算机四级网络工程师--《操作系统（Operating System）》重点内容学习2

用我最喜欢的Kali Linux的图片做封皮，帅到爆炸吧

正文-----进程线程

进程有两个属性：资源分配、拥有 and 独立调度、执行。
因此，系统要不停地进行资源的分配、回收；现场的保护、恢复，这样会极大地占用系统的资源，不利于系统的性能的充分利用以及并发性的增强。所以，分开进程的两个属性，进程只作为分配和拥有的单位，具体的执行由线程进行。所以，线程产生了！从此，CPU站起来了。（这什么鬼梗，不管了，写进去就不删了）

一、线程的概念：

进程中的一个实体--线程。被系统独立的调度和执行，基本上不拥有系统的资源，只拥有一部分必不可少的资源【程序计数器、一组寄存器、栈】。线程之间共享资源，同一个进程内的线程具有异步性，也具有三个基本状态--就绪、等待、执行。

二、线程/进程的比较：

• 调度：进程任何时候都是资源的占有者，线程只负责调度执行
• 并发性：进程并发，线程也并发，所以整机在并发性上大大增强
• 拥有资源：资源一直占有资源；线程可以访问进程的系统资源
• 系统开销：创建、撤销所花费的资源 进程>线程；切换 进程>线程 所以实际的开销大大减小
• 关系：一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程（进程由程序、数据、PCB表组成）

三、线程实现机制：

（1）用户级线程：用户控制、与系统控制无关

（2）内核级线程：依赖于内核

（3）混合式实现：混合上述两者

四、Pthread线程包（俗称API，应用程序接口）
用户及线程库定义标准，大部分UNIX系统支持

五、进程调度（大家伙来了）

【1、进程调度层次】

• 高级调度
• 低级调度
• 中级调度：部分的资源调度进入内存、另外一部分 进入外存，这就形成了---虚拟存储技术，也就是很多时候电脑参数显示的虚拟内存大小的来源

【2、时机】

• 正在执行的进程结束
• 正在执行的进程调用阻塞原语进入阻塞状态
• 激活原语激活等待的进程
• 时间片用完了
• 就绪队列中有高于当前运行的进程的优先级的进程进入

六、调度算法

【1、调度算法设计原则】

• To Users ：周转时间短
• To System ： 系统的吞吐量高

【2、进程调度算法】

• 先来先服务算法（FCFS）

如果早就绪的进程排在就绪队列的前面，迟就绪的进程排在就绪队列的后面，那么先来先服务(FCFS: first come first service)总是把当前处于就绪队列之首的那个进程调度到运行状态。也就说，它只考虑进程进入就绪队列的先后，而不考虑它的下一个CPU周期的长短及其他因素。FCFS算法简单易行，是一种非抢占式策略，但性能却不大好。

• 最短作业优先调度算法（SPF）

最短作业优先（SPF）调度算法从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机再重新调度。优点是SPF调度算法能有效地降低作业（进程）的平均等待时间，提高系统吞吐量。缺点是该算法对长作业不利；完全未考虑作业的紧迫程度，因而不能保证紧迫性作业（进程）长期不被调度；由于作业（进程）的长短只是根据用户所提供的估计执行时间而定的，而用户又可能会有意或无意地缩短其作业的估计运行时间，致使该算法不一定能真正做到短作业优先调度。

• 最短剩余时间优先调度算法（SRT）

这是对FCFS和SPF算法的改进，其目标是减少平均周转时间。对预计执行时间短的作业（进程）优先分派处理机。通常后来的短作业不抢先正在执行的作业。

[上述三个算法的实例比较]

假设有三个进程：P1 P1 P3
分别需要 5s 2s 1s
P1最先到达，P2随后到达，时间上排在一起，P3 3s后到达

算法时间CPU占用时间图

• 时间片轮转调度算法（RR）

时间片轮转调度是一种最古老，最简单，最公平且使用最广的算法。每个进程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间。如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU当即进行切换。调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表，当进程用完它的时间片后，它被移到队列的末尾。
适用于交互式进程调度

• 最高优先级调度算法

在这种调度方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先级最高的进程后，该进程就能一直执行下去，直至完成；或因等待某事件的发生使该进程不得不放弃处理机时，系统才能将处理机分配给另一个优先级高的就绪进程。
在这种调度方式下，进程调度程序把处理机分配给当时优先级最高的就绪进程，使之执行。一旦出现了另一个优先级更高的就绪进程时，进程调度程序就停止正在执行的进程，将处理机分配给新出现的优先级最高的就绪进程。
进程的优先级可采用静态优先级和动态优先级两种，优先级可由用户自定或由系统确定。

• 多级反馈队列调度算法（MLF）

设有N个队列（Q1,Q2....QN），其中各个队列对于处理机（CPU）的优先级是不一样的，也就是说位于各个队列中的作业(进程)的优先级也是不一样的。一般来说，优先级Priority(Q1) > Priority(Q2) > ... > Priority(QN)。怎么讲，位于Q1中的任何一个作业(进程)都要比Q2中的任何一个作业(进程)相对于CPU的优先级要高（也就是说，Q1中的作业一定要比Q2中的作业先被处理机调度，依次类推其它的队列。
对于最后一个队列来说，里面是遵循时间片轮转法。也就是说，位于队列Q2中有N个作业，它们的运行时间是通过Q2这个队列所设定的时间片来确定的

这个我就懒得画图了。细细体悟我的笔记吧

结束语

先到这里了。今天，唔，容我花点时间调整心情再来面对这个世界！对了，推荐一首我很喜欢的歌，歌手喜欢（好吧，因为嗓子喜欢），歌词很喜欢，调调特别喜欢，你们能相信我会为了多听几遍这首歌，而在雨天从图书馆走回去吗？而且还特意的减速绕路，因为，在雨中，迷蒙的夜灯下，世界都变得很美啊！

邓福如，声音好听，另外，别看评论，烦得要死，听歌就好

个人宣言

知识传递力量，技术无国界，文化改变生活！