前言
何为处理机?
处理机包括中央处理器,主存储器,输入-输出接口,加接外围设备就构成完整的计算机系统。
处理机是处理计算机系统中存储程序和数据,并按照程序规定的步骤执行指令的部件。
程序是描述处理机完成某项任务的指令序列。
指令则是处理机能直接解释、执行的信息单位。
2.1.1 顺序执行
适用于单任务操作系统
顺序执行的特点
一顺序性,程序执行时有明确的前后关系。
一封闭性,程序运行时独占系统的所有资源。
一可再现性,初始条件相同,程序按照固定顶序运行,每次得 到的结果一定相同。
Tip:也随着计算机系统硬件性能不断提高,外围设备逐渐丰富,
顺序执行造成资源的极大浪费,无法满足高性能(High
Performance)计算需求。
2.1.2 并发执行
使用环境:单处理机
并发代表的是多种执行情况,具体某次运行是哪一种情况,不能确定。
百科:并发,在操作系统中,是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个程序都是在同一个处理机上运行,但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。
生活中的例子:
- 收银员同时给多个顾客收银结账
- QQ聊天
- 做饭的时候炒菜做汤
- 一个厨师为不同桌的客人做菜
程序
add:x=x+1执行过程程序sub:x=x-1执行过程类似。
程序add和程序sub是如何并发执行的?
方法:
保存上下文,恢复上下文
并发的特点
- 间断性
- 失去了封闭性
- 不可再现性
2.1.3 并行执行
并行是指在同一时刻有多个程序同时执行,并行执行只能在多处理机上实现。常用于超级计算机、服务器上