操作系统相关概念的通俗理解将一台计算机看作一个KTV娱乐中心，每一个KTV包房看作一个CPU。现在只考虑单CPU也就是只有一个KTV包房的情况。现在有很多客户想到包 房里面K歌，每一个客户可以看作一个进程。资源有限，所以必须有一个排队/调度机制，谁先唱歌谁后唱歌，怎么切换。 KTV的管家，也可就是操作系统，由它来完成调度。当客人不是很多的时候，一个简单的先进先出的队列就可以解决这个问题。但是当客人越来越多的时候，如果 还是先进先出，会让后来的客户等很长的时间。为了解决这个问题，给每一个客户分配一个时间片，时间片用尽之后，就得让出KTV，由管家安排其他的客人唱 歌。当然，如果一个客人唱完一段想休息一下，也可以自愿让出KTV，也是允许的。所以管家要有一个优先级算法，决定那个客人先唱哪个客人后唱，客人之间的 优先级等等问题。这样这个KTV就是多任务的了。 用户态与内核态：我们将客人唱歌时称之为用户态，将KTV管家工作时 称之为内核态。 客人在包间里面唱完一首歌，打算切歌，这个时候需要让管家帮忙，所以会暂时进入到内核态一段时间。这个过程称之为系统调用。客人正在唱歌的时候，服务生过 来敲门，是否需要饮料瓜子，此时管家会让客人暂停唱歌，他接收瓜子等，之后继续让客人唱歌。这一过程称之为中断。可以看到，管家有两个状态了，一个是客人委托管家换歌时进入，一个是服务生打断后时进入。将前者称之为进程上下文，将后者称之为中断上下文。 进程切换：KTV为了提供更好的服务，在每一位客人退出的时候，都要 把包间的环境信息记录下来，比如灯光，音响，点歌曲目等记录下来，下次客人再进入包间的时候，将这些信息恢复过来，客人可以接着上次的继续唱歌。这里的灯 光音响可以看作是进程的环境变量，而点歌曲目，则可以看作是进程的堆栈。当前唱歌曲目，可以看作是进程的SP寄存器。 进程与线程：客人在申请到包间的唱歌时间片后，它可以在邀请他的朋友 一起来唱歌。可以想见，他的朋友们过来的时候，使用的时间片，环境信息等都是和客人共享的。这就是操作系统中的进程和线程。一个进程被创建后，它可以在创 建多个线程，这些线程和进程共享地址空间。而对于包房管家而言，谁交钱，交钱之后既可以拥有KTV的唱歌权，也就是可以背调度，至于客人是否邀请自己的朋 友过来，不再调度的考虑范围之内。 多核：一个KTV娱乐中心有多个包房，对于客人而言，它可以在任意的一个包房里面唱歌。我们曾将一个包房比作一个CPU，那么一个KTV娱乐中心也就可以比作多核计算机。多核可以容纳多个客人同时唱歌，这样就提高了娱乐中心的运营能力了。 |
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