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计算机发展史与进程

蓮花仙者

蓮花仙者

发布时间:2025-08-31 09:12:33

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来源于php中文网

原创

1.操作系统发展史1).穿孔卡片

​ 一个机房一次只能使用一个卡片 ​ cpu使用率极低

计算机发展史与进程
2).联机批处理系统

​ 支持多用户使用一个计算机机房。

3).脱机批处理系统

​ 高速磁带提升了读取的速度,提高了CPU的利用率。

4).多道技术单道:

(单核情况下)多个用户使用CPU时是串行的,一个一个执行,只有一个程序执行完成才能执行下一个程序 。

多道

(基于单核情况下):在程序A,就在内存中加载程序B,当程序A使用完CPU后B就开始使用CPU(也是只有一个CPU)。

计算机发展史与进程
(1).空间上的复用

​ 一个淳朴可以提供给多个用户去使用。

(2).时间上的复用(******)

​ 切换+保存状态(切换时保存程序当前的执行状态)

​ IO操作:input()、print()、time.sleep().

​ 1).若CPU遇到IO操作,会立即切断当前执行的程序CPU的使用权 ​ 优点:CPU的利用率高

​ 2).若一个程序使用CPU的时间过长(有设定的cup最常使用时间),立即将当前程序的CPU使用权断开,交给其他程序使用。 ​ 缺点:降低了程序的执行率。

并发与并行:

​ 并发:看起来像同时在运行。(相当于多个程序来回切换)

​ 并行:真实的同时运行,在多核的情况下同时执行多个程序。

2.进程程序与进程

​ 程序:一堆代码 ​ 进程:一堆代码运行的过程

进程调度:

​ 1.先来先服务调度: ​ a,b程序,若a程序先来,先占用CPU

​ 缺点:程序a先使用,程序b必须一直等待 ​ 2.短作业优先调度: ​ a,b程序,谁的时间短,优先调度谁使用

​ 缺点:必须等待所有用时短的程序使用结束才能执行用时长的

​ 3.时间片轮转法 ​ CPU执行的时间1秒钟,加载n个程序,要将1秒等分成n个时间片(n份) ​ 4.分级反馈队列 ​ 将执行优先分为多层级别 ​ ——1级:优先级最高 ​ ——2级:次之,以此类推 ​ ——3级

计算机发展史与进程
程序运行时的三个状态;

​ 就绪态:所有程序创建时都会进入此状态,准备调度。

​ 运行态:调度后的进程,进入运行态。

​ 阻塞态:凡是遇到IO操作的进程,都会进入阻塞态。若IO结束,必须重新进入就绪态。

计算机发展史与进程
同步和异步:

​ 指的是提交任务的方式。 ​ 同步: 若有两个任务需要提交,在提交第一个任务时任务时,必须等待该任务执行结束才能执行下一个任务。 ​ 异步:若有两个任务提交,第二个任务不需要等待,两个任务可以同时进行。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
#同步演示程序:程序一直在运行,并未将CPU的运行权限交出去import timedef test():    # IO操作    # time.sleep(3)    # 计算操作    num = 1    for line in range(1000000000000000000000000):        num += 1if __name__ == '__main__':    test()    print('hello tank')
阻塞与非阻塞:

​ 阻塞:阻塞态,遇到IO定会阻塞 ​ 非阻塞: 就绪态、 运行态

​ 面试题:同步异步,阻塞非阻塞是同一个概念吗? ​ 等待不一定是阻塞,有可能某个任务占用CPU的时间过长, 所以他们不是同一个概念,不能混为一谈!

​ 最大化提高CPU的使用率:尽可能减少不必要的IO操作

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创建进程的两种方式方式一:定义一个任务

在Windows系统下易发生的错误,子进程创建时会调用父进程的程序,父进程执行时又调用子进程,这样一直下去,造成了递归(windows会把复制的代码当做导入文件)。这种问题只有在Windows系统里才会出现(Windows系统执行创建子进程的任务时,会将当前父进程代码重新加载执行一次),在Mac系统和Linux系统里面会将当前子进程代码重新拷贝一份,单独执行。

计算机发展史与进程
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
import timefrom multiprocessing import Processdef task(name):    print(f'{name}的任务开始执行')    time.sleep(1)    print(f'{name}的任务已经结束')#target=执行函数的地址,agrs里面填元组,且元素是task的函数的参数p = Process(target=task,args=('jason',))#向操作系统提交创建进程的任务p.start()print('主进程')

将子进程写在main函数里面运行程序是就不会先运行父进程,而是从main函数开始运行(main函数里面是子进程),这样就不会出现递归的问题了。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
import timefrom multiprocessing import Processdef task(name):    print(f'{name}的任务开始执行')    time.sleep(1)    print(f'{name}的任务已经结束')if __name__ == '__main__':    #target=执行函数的地址,agrs里面填元组,且元素是task的函数的参数    p = Process(target=task,args=('jason',))    #向操作系统提交创建进程的任务    p.start()    print('主进程')
方式二:自定义一个类,并继承Process

这里主进程和子进程是并行运行的,他们之间互不影响,各自运行各自的。

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from multiprocessing import Processimport timeclass MyProcess(Process):    def run(self):        print('任务开始执行')        time.sleep(1)        print('任务已经结束')if __name__ == '__main__':    p = MyProcess()    p.start()    print('主进程')主进程任务开始执行任务已经结束
join方法

作用:告诉操作系统,让子进程结束后,父进程在结束。

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from multiprocessing import Processimport timeclass MyProcess(Process):    def run(self):        print('任务开始执行')        time.sleep(1)        print('任务已经结束')if __name__ == '__main__':    p = MyProcess()    p.start()#告诉操作系统,开启子进程    p.join()#告诉操作系统,等子进程结束后,父进程再结束    print('主进程')任务开始执行任务已经结束主进程

当开启多个子进程时要用多个join

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import timefrom multiprocessing import Processdef task(name,n):    print(f'{name}的任务开始执行')    time.sleep(n)    print(f'{name}的任务已经结束')if __name__ == '__main__':    #target=执行函数的地址,agrs里面填元组,且元素是task的函数的参数    p1 = Process(target=task,args=('jason',1))    p2 = Process(target=task, args=('xiaoming',2))    p3 = Process(target=task, args=('xiaohua',3))    #向操作系统提交创建进程的任务    p1.start()    p2.start()    p3.start()    p1.join()    p2.join()    p3.join()    print('主进程')jason的任务开始执行xiaoming的任务开始执行xiaohua的任务开始执行jason的任务已经结束xiaoming的任务已经结束xiaohua的任务已经结束主进程

进程间的数据是相互隔离的,子进程和主进程会产生各自的名称空间,在执行的时候互不影响。

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x = 100def func():    print('执行func函数。。。')    global x    x = 200    print(f'子程序x:{x}')if __name__ == '__main__':    p = Process(target=func)    p.start()    print(f'主程序x{x}')    主程序x100执行func函数。。。子程序x:200
计算机发展史与进程
关于进程号

进程号是进程在执行时,操作系统给随机分配的一窜数字,这串数字是有限的,如果操作系统用尽了所有的进程号则系统将不能再有新的进程运行。

courent_process().pid:获取子进程号

os.getpid():获取主进程pid号

os.getppid():获取主进程的父进程(p for parent)

cmd中查看进程号:tasklist|findstr 进程号

进程号回收的两种条件:

1.join,可以回收子进程与主进程。

2.主进程正常结束,子进程与主进程也会被回收。

检查子进程是否存活的方法

子进程.is_alive() 返回的是bool值True or False

终止子进程的方法

子进程.terminate() 让操作系统强行终止子进程

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from multiprocessing import Processimport timefrom multiprocessing import current_processdef task(name):    print(f'{name} start...', current_process().pid)    time.sleep(1)    print(f'{name} over..', current_process().pid)if __name__ == '__main__':    p = Process(target=task, args=('jason', ))    p.start()  # 告诉操作系统,开启子进程    # 判断子进程是否存活    print(p.is_alive())    # 直接告诉操作系统,终止 子进程    #p.terminate()       p.terminate():强制终止进程p,不会进行任何清理操作,如果p创建了子进程,该子进程就成了僵尸进程,使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放,进而导致死锁    time.sleep(0.1)#此处让子进程暂停0.1秒是因为子进程与主进程是并行执行的,而打印操作是在主进程中进行的,如果不暂停的话有可能,主进程执行到最后一步时,子进程还没执行到强制终止的指令,这样就无法得到正确的打印接过了    # 判断子进程是否存活    print(p.is_alive())    p.join()  # 告诉操作系统,等子进程结束后,父进程再结束。TrueTruejason start... 8988jason over.. 8988

加入终止子进程程序后

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from multiprocessing import Processimport timefrom multiprocessing import current_processdef task(name):    print(f'{name} start...', current_process().pid)    time.sleep(1)    print(f'{name} over..', current_process().pid)if __name__ == '__main__':    p = Process(target=task, args=('jason', ))    p.start()  # 告诉操作系统,开启子进程    # 判断子进程是否存活    print(p.is_alive())    # 直接告诉操作系统,终止 子进程    p.terminate()    time.sleep(0.1)#此处让子进程暂停0.1秒是因为子进程与主进程是并行执行的,而打印操作是在主进程中进行的,如果不暂停的话有可能,主进程执行到最后一步时,子进程还没执行到强制终止的指令,这样就无法得到正确的打印接过了    # 判断子进程是否存活    print(p.is_alive())    p.join()  # 告诉操作系统,等子进程结束后,父进程再结束。TrueFalse
僵尸进程与孤儿进程(了解):

​ 僵尸进程:子进程已经结束,但pid号还存在未销毁,

​ 缺点:占用pid号,占用资源。

​ 孤儿进程:指的是子进程还在执行但父进程意外结束。

​ 操作系统提供一个福利院,帮忙回收没有父进程的子进程,这就是守护进程。

守护进程

指主进程结束后,该主进程产生的所有子进程也跟着结束并回收。

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from multiprocessing import Processimport timefrom multiprocessing import current_processdef task(name):    print(f'{name} start...', current_process().pid)    time.sleep(1)    print(f'{name} over..', current_process().pid)if __name__ == '__main__':    p = Process(target=task, args=('jason', ))    p.daemon = True# True代表该进程是守护进程    p.start()  # 告诉操作系统,开启子进程    # 判断子进程是否存活    print(p.is_alive())    # 直接告诉操作系统,终止 子进程    p.terminate()    time.sleep(0.1)#此处让子进程暂停0.1秒是因为子进程与主进程是并行执行的,而打印操作是在主进程中进行的,如果不暂停的话有可能,主进程执行到最后一步时,子进程还没执行到强制终止的指令,这样就无法得到正确的打印接过了    # 判断子进程是否存活    print(p.is_alive())    p.join()  # 告诉操作系统,等子进程结束后,父进程再结束。

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