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标题: 关于操作系统的疑惑？ [打印本页]

作者: cnppk 时间: 2012-05-10 11:17
标题: 关于操作系统的疑惑？
操作系统也是一个应用程序，只不过这个比较特殊。在单CPU的情况下任意时刻只有一个进程获得CPU，那如果某个应用程序获得了CPU时间，那其他的都要暂停，这时候操作系统处于什么状态？也处于暂停？请高手解答心中的疑惑！

作者: tempname8 时间: 2012-05-10 12:03
这个要看对进程的解释了，我想可能有OS里设计成进程存在的。

但是大部分操作系统都是设计成server式，或者说OS像个库一样，它的代码渗透在每一个进程里。

作者: 灌水菜鸟 时间: 2012-05-10 13:32
什么是暂停？应用程序暂停的时候他还拥有CPU么？还继续运行么？那么操作系统呢？如果操作系统确实有暂停状态，我觉得应该是虚拟机上的操作系统。

作者: cnppk 时间: 2012-05-10 13:41

灌水菜鸟发表于 2012-05-10 13:32
什么是暂停？应用程序暂停的时候他还拥有CPU么？还继续运行么？那么操作系统呢？如果操作系统确实有暂停状态 ...

暂停也就是挂起的意思，挂起之后也就让出了cpu

作者: kouu 时间: 2012-05-10 14:45
当某个进程在CPU上运行时，你可以想象这时内核处于挂起状态。
它什么时候会再被激活呢？如果进程使用了系统调用、或者CPU来了中断/异常，内核就被激活，然后开始干活。
如果进程没有使用系统调用，CPU也没中断/异常，是不是意味着内核永远不能激活，永远对机器失去控制了呢？答案是：yes。
不过内核在初始化时会设置时钟芯片，让它周期性地发出时钟中断。所以最坏情况下内核在每个时钟周期会被激活一次，以施展它对机器的掌控。

不过，内核的“挂起”和进程的挂起，实质是不一样的。进程这个概念本身是由内核抽象出来的，进程的激活、挂起，都是由内核来操控的。
而内核的“激活”与“挂起”，则需要CPU来提供支持。CPU需要提供这样的途径，使得当中断/异常到来、或者程序使用系统调用指令时，CPU完成特权级别的切换，然后跳到事先安排好的内核代码上去执行。相当于将内核“激活”。内核的“激活”是被动的，不过由于时钟中断是由内核来配置的，也可以认为内核在被动“激活”之外，还会周期性的主动“激活”自己。
反之，内核完成需要做的事情之后，可以使用“退出”指令，让CPU将特权级别切换回去，然后跳到应用程序的代码去执行。这相当于内核“挂起”。显然，内核的“挂起”是主动的。（内核“挂起”之后，CPU回到哪里去执行？这也是由内核来操控的。可能并不会回到“激活”内核之前所执行的代码上，因为内核可以进行进程切换。）

作者: cnppk 时间: 2012-05-11 11:39

kouu 发表于 2012-05-10 14:45
当某个进程在CPU上运行时，你可以想象这时内核处于挂起状态。
它什么时候会再被激活呢？如果进程使用了系统 ...

非常精辟！！！

作者: linuxfellow 时间: 2012-05-13 13:15
回复 1# cnppk
分两种：
monolithic os: 操作系统有thread,能独立于应用程序运行，如linux, wince
non monolithic os: 操作系统只是一个库函数，必须连接到应用程序里形成一个执行文件然后运行。如vxworks, osek
即使操作系统能独立运行，如果调度程序选择了运行某个用户进程，内核线程就处于等待状态。如果某一段时间里没有任何进程运行，一般操作系统都提供一个idle进程来消耗剩余的cpu时间。idle进程基本上什么事情都不做，等待其他进程来运行。

作者: 灌水菜鸟 时间: 2012-05-14 14:54
回复 4# cnppk

如果你把操作系统和应用程序都当作普通的，平等的指令流来看待，操作系统确实会经常“暂停“，比如，处于用户态的时候。但是如果把操作系统看作运行于其上的所有应用的根基的话，操作系统永远处在激活状态，永远不会停摆。

作者: amarant 时间: 2012-05-14 15:19
把指令流当做操作系统运行的单位，就会发现cpu停不下来了。

作者: 灌水菜鸟 时间: 2012-05-14 15:31

amarant 发表于 2012-05-14 15:19
把指令流当做操作系统运行的单位，就会发现cpu停不下来了。

版主？！？！？PF啊PF，呵呵。不过，何出此言？

作者: amarant 时间: 2012-05-14 19:17
回复 10# 灌水菜鸟

处理器不断发射指令，不断执行。哪怕你的进程是在空转，那也是一直在执行nop之类的指令。所以你说操作系统处于暂停，我觉得就不太妥当。操作系统一直在跑中。不如说被切出去的进程“暂停”。

作者: 灌水菜鸟 时间: 2012-05-15 09:41

amarant 发表于 2012-05-14 19:17
回复 10# 灌水菜鸟

可是，这个帖子的主题就是操作系统的暂停啊。不同的角度对暂停会有不同的理解。不过既然提到了操作系统的暂停，我们也就可以可以用不同的角度来理解它啊。比如，虚拟机上的操作系统被切换出去，又比如，把操作系统看作指令流，系统处运行用户态应用程序的时候，这种时候，隶属于操作系统的这些指令流确实得不到运行。主要是理解角度的不同。

作者: realkernel 时间: 2012-05-20 15:53
在Linux0.11内核中，进程都可以被挂起。内核好像不会被挂起。因为就算进程0被挂起了，也会切换到就绪进程中运行。如果这时这个就绪进程又被挂起，则进程0又得接管这台计算机，当然是没有任何进程接管的情况下。所以，从这个角度来说，内核一直在寻找可以运行的进程，而不会被挂起。

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