No.31

今日概要

• 操作系统
• 进程
• 并行与并发
• 同步与异步
• 阻塞与非阻塞

内容回顾

网络编程

• C/S 和 B/S 架构
  • C/S
    • eg：ftp
  • B/S
    • eg：网页开发
• osi五层协议
  • 应用层
  • socket / socketserver
  • 传输层（端口/服务相关）
    • TCP / UDP协议
      • TCP协议：面向连接的、可靠的、全双工的、流式传输协议。
        • 三次握手
        • 四次挥手
        • 粘包现象
          • 发送端粘
            • 信息短 时间间隔小 因优化机制粘在一起
          • 接收端粘
            • 发送的信息无边界 因没有即时接收在缓存端粘在一起
        • 拆包机制
      • UDP协议：面向数据报、不可靠、无连接的协议。
    • 设备：四层路由器、四层交换机
  • 网络层（IP相关）
    • ipv4 / ipv6
    • 设备：路由器、三层交换机
  • 数据链路层（mac相关）
    • arp
    • 设备：网卡、交换机
  • 物理层
• 输入和输出（I/O操作）
  • input 输入到内存
    • recv
    • recvfrom
  • output 从内存输出
    • send
    • sendto
• 阻塞和非阻塞
  • 阻塞：cpu不工作
    • accept
    • recv
    • connect
  • 非阻塞：cpu工作
• socket模块
  • tcp协议
    • 服务端 / 客户端
    • 粘包问题：struct模块
  • udp协议
    • 服务端 / 客户端
• socketserver模块
• hamc模块
  • 效验客户端合法性

内容详细

1.操作系统发展史

• 手工操作 + 穿孔卡片

  • CPU利用率低
  • 人机矛盾

• 批处理 + 磁带存储

  • 降低数据的读取时间
  • 提高CPU利用率

• 多道操作系统

  • 数据隔离
  • 时空复用
  • 当一个任务遇到IO操作的时候，主动把CPU让出来给其它的任务使用。
    • 切换会占用时间
    • 切换是操作系统做的

• 分时操作系统

  教授	24h	没有IO
  博士	10min	没有IO
  硕士	5min	没有IO

  • 短作业优先算法
  • 先来先服务算法
  • 时间分片
    • 每一个程序分配一个时间片
    • CPU按时间片的轮转给不同任务使用
  • 切换会占用时间
  • 降低了CPU利用率，提高了用户体验

• 分时操作系统 + 多道操作系统 + 实时操作系统

  • 多个程序一起在计算机中执行时
  • 一个程序如果遇到IO操作，切出去让出CPU
  • 一个程序没有遇到IO操作，但是时间片到了，切出去让出CPU

• 网络操作系统

• 分布式操作系统

2.进程

运行中的程序就是进程

• 程序和进程的区别
  • 程序只是一个文件
  • 进程是这个文件被CPU运行起来了
• 进程是计算机中最小的资源分配单位
• 进程在操作系统中的唯一标识符是pid

操作系统调度进程的算发

• 短作业优先
• 先来先服务
• 时间片轮转
• 多级反馈算法

进程的三状态图

就绪 运行 阻塞

3.并行与并发

并行

• 两个程序，两个CPU，每个程序分别占用一个CPU各自独立执行

并发

• 两个程序，一个CPU，每个程序交替占用一个CPU执行
• 看起来是同时执行，实际上是串行。

4.同步与异步

同步

• 正在烧水
• 停下烧水动作 吹头发
• 吹完头发 继续烧水

异步

• 正在烧水
• 烧水动作继续 吹头发

5.阻塞与非阻塞

阻塞

• CPU不工作
  • 同步阻塞
    • 调用函数时，函数内部有IO操作。
    • socket 阻塞的tcp协议
  • 异步阻塞
    • func扔到其它任务中执行
    • 本身任务和func任务各自执行各自的，本身有IO操作。

非阻塞

• CPU工作
  • 同步非阻塞
    • 调用函数时，函数内部无IO操作。
    • socket 非阻塞的tcp协议
  • 异步非阻塞
    • func扔到其它任务中执行
    • 本身任务和func任务各自执行各自的，本身没有IO操作。

No.31进程