计算机一级MSOffice第二章考点解析9

　　2．3．1操作系统的概念
　　操作系统是介于硬件和应用软件之间的一个系统软件，它直接运行在裸机上，是对计算机硬
　　件系统的第一次扩充；操作系统负责管理计算机中各种软硬件资源并控制各类软件运行；操作系统是人与计算机之间通信的桥梁，为用户提供了一个清晰、简洁、友好、易用的工作界面。用户通过使用操作系统提供的命令和交互功能实现对计算机的操作。图2—18描述了程序执行过程中操作系统的作用和地位。
　　操作系统中的重要概念有进程、线程、内核态和用户态。
　　1)进程
　　进程(Process)是操作系统中的一个核心概念。进程(Process)，顾名思义，是指进行中的程

　　 
　　序，即：进程=程序+执行。  
　　进程是程序的一次执行过程，是系统进行调度和资源分配的一个独立单位。或者说，进程是一个程序与其数据一道在计算机上顺利执行时所发生的活动，简单地说，就是一个正在执行的程序。一个程序被加载到内存，系统就创建了一个进程，程序执行结束后，该进程也就消亡了。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。其中，进程是动态的，而程序是静态的；进程有一定的生命期，而程序可以长期保存；一个程序可以对应多个进程，而一个进程只能对应一个程序。
　　为什么要使用进程?在冯·诺伊曼体系结构中，程序常驻外存，当执行时才被加载到内存中。为了提高CPU的利用率，为了控制程序在内存中的执行过程，就引入了“进程”的概念。
　　在Windows、Unix、Linux等操作系统中，用户可以查看到当前正在执行的进程。有时“进程”又称“任务”。例如，图2—19所示是 Windows xP的任务管理器(按Ctrl+Alt+Del键)，从图中可以看到共有33个进程正在运行，记事本(notepad．exe)程序被同时运行了3次，因而内存中有3个这样的进程。利用任务管理器可以快速查看进程信息，或者强行终止某个进程。当然，结束一个应用程序的最好方式是在应用程序的界面中正常退出，而不是在进程管理器中删除一个进程，除非应用程序出现异常而不能正常退出时才这样做。
　　现代操作系统把进程管理归纳为：“程序”成为“作业”进而成为“进程”，并被按照一定规则进行调度。
　　程序是为了完成特定的任务而编制的代码，被存放在外存(硬盘或其他存储设备)上。根据用户使用计算机的需要，它可能会成为一个作业，也可能不会成为一个作业。
　　作业是程序被选中到运行结束并再次成为程序的整个过程。显然，所有作业都是程序，但不是所有程序都是作业。
　　进程是正在内存中被运行的程序，当一个作业被选中后进入内存运行，这个作业就成为进程。等待运行的作业不是进程。同样，所有的进程都是作业，但不是所有的作业都是进程。

　　 
　　随着硬件和软件技术的发展，为了更好地实现并发处理和共享资源，提高CPU的利用率，目前许多操作系统把进程再“细分”成线程(Threads)。这并不是一个新的概念，实际上它是进程概念的延伸。线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程基本不拥有系统资源，只拥有在运行中必不可少的资源(如程序计数器，一组寄存器和栈)，但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
　　使用线程可以更好地实现并发处理和共享资源，提高CPU的利用率。 CPU是以时间片轮询的方式为进程分配处理时间的。如果CPU有10个时间片，需要处理2个进程，则CPU利用率为20％。为了提高运行效率，现将每个进程又细分为若干个线程(如当前每个线程都要完成3件事情)，则CPU会分别用20％的时间来同时处理3件事情，从而CPU的使用率达到了60％。举例说明，一家餐厅拥有一个厨师、两个服务员和两个顾客，每个顾客点了三道不同的菜肴，则厨师可视为CPU、服务员可理解为两个线程、餐厅即为一个程序。厨师同一时刻只能做一道菜，但他可以在两个顾客的菜肴间进行切换，使得两顾客都有菜吃而误认为他们的菜是同时做出来的。计算机的多线程也是如此，CPU会分配给每一个线程极少的运行时间，时间一到当前线程就交出所有权，所有线程被快速地切换执行，因为CPU的执行速度非常的快，所以在执行的过程中用户认为这些线程是“并发”执行的。
　　3)内核态和用户态
　　计算机世界中的各程序是不平等的，它们有特权态和普通态之分。特权态即内核态，拥有计算机中所有的软硬件资源；普通态即用户态，其访问资源的数量和权限均受到限制。
　　究竟什么程序运行在内核态，什么程序运行在用户态呢?关系到计算机根本运行的程序应该在内核态下执行(如CPU管理和内存管理)，只与用户数据和应用相关的程序则放在用户态中执行(如文件系统和网络管理)。由于内核态享有最大权限，其安全性和可靠性尤为重要。一般能够运行在用户态的程序就让它在用户态中执仃。