操作系统如何处理需要多个操作的应用程序

Question

我正在研究操作系统，而这个疑问在我的脑海中盘旋了将近一整周，我在书（操作系统概念 - Silberschatz）中找不到答案。 问题是操作系统如何处理需要执行许多操作的进程？例如在电脑中播放视频，视频必须经过处理，音频必须经过处理，视频必须发送到显示器（I/O操作），音频必须发送到音频盒（I/O操作） ） 等等。

在具有单个 CPU 的计算机中，这本书说处理器一次只能运行一个进程，因此要处理视频，操作系统将为前面列出的每个操作都有一个线程，问题是如何操作系统执行它们？ （Linux或Windows）它是否一次执行每一个并交换它们（处理视频，将其发送到监视器，处理音频，将音频发送到音频盒等）但执行速度如此之快以至于难以察觉还是同时执行它们（同时处理音频和视频）？我认为我对这个问题的主要疑问可以翻译为“两个线程可以在单个 CPU 计算机上同时执行吗？”

欢迎对我对这些概念的理解进行任何更正和澄清。

Answer 1

它是否一次执行每一个并交换它们（处理视频，将其发送到监视器，处理音频，将音频发送到音频盒等）但执行速度太快以至于无法察觉或确实它同时执行它们（同时处理音频和视频）？

它在它们之间切换的速度足够快，以至于难以察觉。在现代操作系统上，这主要通过三种方式完成：

• Preemption，任务只是被操作系统内核的调度程序挂起以运行不同的进程。这通常在称为时间片的固定时间用完时完成。
• 当一个进程开始等待来自网络、磁盘或大多数其他来源的 IO 时，许多操作系统会立即挂起它。只有当 IO 的结果可用时，该进程才会恢复运行。
• Cooperative multitasking，当进程向操作系统表明它愿意等待时。

每个操作系统的细节都不同，桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式和实时操作系统之间也有很大差异。

两个线程可以在单CPU计算机上同时执行吗？

在concurrency vs. parallelism 上查看这个 SO 问题。