1、操作系统了解

  现代的计算机系统主要是由一个或者多个处理器,主存,硬盘,键盘,鼠标,显示器,打印机,网络接口及其他输入输出设备组成, 这些都是硬件设备, 而操作系统就是负责调用这些硬件为用户服务的.

  操作系统位于计算机硬件与应用软件之间,本质也是一个软件.

  精简的说的话,操作系统就是一个协调、管理和控制计算机硬件资源和软件资源的控制程序。

2、操作系统发展中几个比较重要的系统阶段

  多道程序系统

     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。

    特点: 空间复用:将内存分为几部分,每个部分放入一个程序,这样,同一时间内存中就有了多道程序.

        时间复用:当一个程序在等待I/O时,另一个程序可以使用cpu,如果内存中可以同时存放足够多的作业,则cpu的利用率可以接近100%.

    缺点: 空间复用:程序之间的内存没有确切分割,不由操作系统控制。如果内存彼此不分割,则一个程序可以访问另外一个程序的内存。

        时间复用:必须等某个程序出现I/O阻塞, cpu才会进行切换, 否则该程序一直占用cpu资源.

  分时系统(交互式系统)

    把处理机的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算,则该作业暂时中断,把处理机让给另一作业使用,等待下一轮时再继续其运行。由于计算机速度很快,作业运行轮转得很快,给每个用户的印象是,好象他独占了一台计算机。而每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令,在充分的人机交互情况下,完成作业的运行。

    特点:

      (1)多路性。若干个用户同时使用一台计算机。微观上看是各用户轮流使用计算机;宏观上看是各用户并行工作.

      (2)交互性。用户可根据系统对请求的响应结果,进一步向系统提出新的请求。这种能使用户与系统进行人机对话的工作方式,又被称为交互式系统.

      (3)及时性。系统可对用户的输入及时作出响应.

      (4)独立性。用户之间可以相互独立操作,互不干扰。系统保证各用户程序运行的完整性,不会发生相互混淆或破坏现象.
    缺点: 
      计算机的效率变低 ( 分时系统的分时间片工作,在没有遇到IO操作的时候就用完了自己的时间片被切走了,这样的切换工作其实并没有提高cpu的效率,反而使得计算机的效率降低了。为什么下降了呢?因为CPU需要切换,并且记录每次切换程序执行到了哪里,以便下次再切换回来的时候能够继续之前的程序,虽然我们牺牲了一点效率,但是却实现了多个程序共同执行的效果,这样你就可以在计算机上一边听音乐一边聊qq了 ) 。

3、什么是进程

  进程: 就是执行中的程序. 当cpu调用程序计算时才是一个进程. 

  特点:

    动态性:进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程,进程是动态产生,动态消亡的  

    并发性:任何进程都可以同其他进程一起并发执行

    独立性:进程是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统分配资源和调度的独立单位;

    异步性:由于进程间的相互制约,使进程具有执行的间断性,即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进

    结构特征:进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

    多个不同的进程可以包含相同的程序:一个程序在不同的数据集里就构成不同的进程,能得到不同的结果;但是执行过程中,程序不能发生改变。

4、并发与并行

  并发:是伪并行,即看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就可以实现并发,(并行也属于并发)

  并行:并行:同时运行,只有具备多个cpu才能实现并行

  内存中同时存入多道(多个)程序,cpu从一个进程快速切换到另外一个,使每个进程各自运行几十或几百毫秒,这样,虽然在某一个瞬间,一个cpu只能执行一个任务,但在1秒内,cpu却可以运行多个进程,这就给人产生了并行的错觉,即伪并行,以此来区分多处理器操作系统的真正硬件并行(多个cpu共享同一个物理内存)

5、同步/异步/阻塞/非阻塞

  程序的三个状态

    就绪状态: 当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源,只要获得cpu便可立即执行,这时的进程状态称为就绪状态。

    执行/运行状态: 当进程已获得cup,其程序正在cpu上执行,此时的进程状态称为执行状态。

    阻塞状态: 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cpu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: 第一个程序运行完才运行第二个程序, 串行.

  异步: 不需要等待第一个程序结束, 就可以运行第二个程序.

  阻塞: 程序在等待某个指令之外不能做其他的事, 这个机制就是阻塞.

  非阻塞: 程序在等待某个指令之外, 还能做其他的事情, 即非阻塞.

  同步阻塞: 程序被阻塞着, 除了等不能干其他的事情, 效率最低.

  异步阻塞: 异步操作是可以被阻塞的, 不过不是在处理消息时阻塞, 而是在等待消息通知时被阻塞, 效率较低.

  同步非阻塞: 程序没有阻塞, 但要在两种不同的行为之间来回切换, 效率较低.

  异步非阻塞: 可以干其他的事情而且不会被阻塞.

6、创建进程的两种方式

  创建Process类的进程对象.

 import os
from multiprocessing import Process def func1(a):
print(a)
print("执行func1函数")
print("子进程的进程号-----",os.getpid())
print("子进程的父进程的进程号////////",os.getppid()) # 和主进程的进程号一样 def func2():
print("执行func2函数") a = ""
if __name__ == '__main__':
# --------> 在windows下必须要写的, 在创建子进程时, 系统会把当前模块内的所有代码复制一份到子进程中去,
# 加上 if __name__ == '__main__', 子进程运行时, __name__在子进程中为"__mp_main__", 不等于"__main__", 不会被执行. p = Process(target=func1,args=(563,)) # 创建一个进程对象, args参数必须是一个元组的形式
p.start() # 子进程执行start方法,并不是调用子进程, 而是告诉操作系统, 子进程创建好了, 可以让cpu去调用子进程了 print("主进程的进程号+++++",os.getpid())
print("执行到最后了") print(a+"主进程",__name__) # 放在 if __name__ == '__main__' 中, 只能执行一次
print(a+"子进程",__name__) # 会被执行两次

创建进程第一种方式

  继承Process类, 以类的方式创建进程.

 from multiprocessing import Process

 class MyProcess(Process):

     def __init__(self,m):       # 想要传参必须先继承父类的__init__方法, 然后再封装参数在对象中.
super().__init__()
self.m = m def run(self): # 方法名一定是run(), 否则无意义.
print("执行run方法")
print(self.m) if __name__ == '__main__': p = MyProcess(360) # 实例化自己定义的进程类
p.start()

创建进程的第二种方式

参数介绍:   1 group参数未使用,值始终为None

      2 target表示调用对象,即子进程要执行的任务

      3 name为子进程的名称

      4 args表示调用对象的位置参数元组,args=(1,2,'egon',)

      5 kwargs表示调用对象的字典,kwargs={'name':'egon','age':18}

7、几种方法

  p.terminate() : 强制终止进程

  p.is_alive() : 如果p还在运行,就返回True

  p.join() : 等待子进程结束后主进程再结束.

  os.getpid() : 获取该进程的进程号

  os.getppid() : 获取该进程父进程的进程号

  p.pid: p进程的进程号

  p.name: p进程的名字

 import time
from multiprocessing import Process class MyProcess(Process): def __init__(self,m): # 想要传参必须先继承父类的__init__方法, 然后再封装参数在对象中.
super().__init__()
self.m = m def run(self): # 方法名一定是run(), 否则无意义.
print("执行run方法")
print(self.m)
time.sleep(5)
print("看看terminate好使不") if __name__ == '__main__': p = MyProcess(360) # 实例化自己定义的进程类
p.start() p.terminate() # 关闭进程,不会立即关闭,有个等着操作系统去关闭这个进程的时间,所以is_alive立刻查看的结果可能还是存活,但是稍微等一会,就被关掉了
print(p.is_alive()) # True
time.sleep(0.1)
print(p.is_alive()) # False

几种方法演示

8、进程之间的数据是隔离的, 一般情况下不同进程间的数据是相互访问不到的.

 from multiprocessing import Process

 numb = 100
class MyProcess(Process): def run(self):
global numb
numb += 100
print("子进程的numb: ",numb) # numb都是200, 异步,每个子进程都开始抢占cpu资源 if __name__ == '__main__': p_lst = []
for i in range(10):
p = MyProcess()
p.start()
p_lst.append(p) # 创建10个进程并加进列表里
for p in p_lst:
p.join() # 等所有的进程都跑完了再走主进程 print(numb) # 还是100, 说明创建的10个子进程都访问不到主进程里的numb, 空间隔离说法成立.

验证进程间的内存互相访问不到

9、僵尸进程: 一个子进程退出, 那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵死进程

   孤儿进程:一个父进程退出,而它的一个或多个子进程还在运行,那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养,并由init进程对它们完成状态收集工作。

  (了解ok)

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