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標題: 任務(wù)的基本知識 [打印本頁]

作者: heise 時間: 2014-8-19 22:57
標題: 任務(wù)的基本知識
os：操作系統(tǒng)

1. 軟件設(shè)計
軟件可分為許多可執(zhí)行程序單元

裸機開發(fā)時，將可執(zhí)行程序單元分類組合，得到一個個模塊，其中有一個監(jiān)控模塊，其他模塊在它的監(jiān)控下運行。

使用操作系統(tǒng)時，將可執(zhí)行程序單元分類組合，得到一個個任務(wù)，這些任務(wù)在操作系統(tǒng)的調(diào)度下運行。任務(wù)指的是用戶任務(wù)。區(qū)別于操作系統(tǒng)自己的任務(wù)。

2.    os核心是用一個CPU去仿制“多CPU”環(huán)境，使每個任務(wù)覺得自己擁有獨立cpu。
      os給每個任務(wù)分配一個任務(wù)堆棧，用來保存“虛擬CPU”的內(nèi)部各個寄存器值。
      當(dāng)一個任務(wù)需要運行時，os就將該任務(wù)的任務(wù)堆棧的內(nèi)容復(fù)制到真正的cpu中，虛擬cpu就變成了真正的cpu，這個任務(wù)就可以運行起來。當(dāng)需要暫停運行時，操作系統(tǒng)就將真正cpu的寄存器內(nèi)容復(fù)制到它的任務(wù)堆棧中保持起來（保護現(xiàn)場，保護一些寄存器的值），一遍下次運行時可以恢復(fù)現(xiàn)場，繼續(xù)運行下去。
      os在保存好當(dāng)前任務(wù)的現(xiàn)場后，就可以恢復(fù)另一個任務(wù)的現(xiàn)場，使另一個任務(wù)運行起來。這個過程叫：任務(wù)切換。
      os 為有效進行任務(wù)調(diào)度，必須掌握各個任務(wù)的詳細動態(tài)信息，所以給每個任務(wù)建立了檔案，來記錄這些信息，這個就是任務(wù)控制塊。
3. 任務(wù)的特性

獨立性

裸機的程序模塊，一個模塊可以調(diào)用另一個模塊。信息之間傳輸時，主模塊以實參將信息傳給子模塊形參，子模塊以返回值形式將結(jié)果傳輸給主模塊。相互看得見。
os環(huán)境下，一個任務(wù)獨占cpu，不可能調(diào)用另一個任務(wù)，所有任務(wù)在邏輯上是平等的。當(dāng)任務(wù)需要進行信息傳輸時，只能采用異步方式。主人任務(wù)<----->os通信機制<------>仆人任務(wù)

任務(wù)的并發(fā)性

任務(wù)A與任務(wù)B運行時間段有重疊部分，這種運行方式叫并發(fā)運行。

宏觀上看，不同任務(wù)可以并發(fā)運行，好像每個任務(wù)都有自己的cpu一樣。是通過os進行任務(wù)調(diào)度實現(xiàn)的并發(fā)運行。os調(diào)度：已經(jīng)就緒的高優(yōu)先級任務(wù)可以剝奪另一個正在運行的低優(yōu)先級任務(wù)的運行權(quán)而進入運行狀態(tài)。當(dāng)?shù)虯運行時，高B就緒，B任務(wù)運行A停止運行。

任務(wù)的動態(tài)性

裸機：程序模塊總是處于可執(zhí)行狀態(tài)，隨時可調(diào)用，調(diào)用即占用cpu，直到結(jié)束。
os中，任務(wù)狀態(tài)是動態(tài)變化的。任務(wù)并不是隨時可以運行。而一個已經(jīng)開始運行的任務(wù)并不能保證一直占有cpu的使用權(quán)，隨時可能被更高優(yōu)先級的任務(wù)奪取cpu的使用權(quán)。
任務(wù)的五種狀態(tài)：
休眠態(tài)：任務(wù)在內(nèi)存中，不被調(diào)用。
就緒態(tài)：任務(wù)已經(jīng)準備好，隨時可以運行，但該任務(wù)優(yōu)先級比正在運行的優(yōu)先級低，故暫時不能運行。
運行態(tài)：掌握cpu使用權(quán)，正在運行。
等待態(tài)：掛起態(tài)。如果正在運行的任務(wù)需要等待一段時間或者需要等待某一個事件的發(fā)生才能繼續(xù)運行，則就會推出運行狀態(tài)，進入等待態(tài)。交出cpu，使就緒任務(wù)中，優(yōu)先級最高的任務(wù)進入運行態(tài)。（將自己從就緒表中刪除，然后進行任務(wù)調(diào)度）
中斷態(tài)：發(fā)生中斷時，cpu執(zhí)行中斷服務(wù)，原來正在運行的任務(wù)暫停，進入中斷態(tài)。中斷服務(wù)程序結(jié)束后，被打斷的任務(wù)繼續(xù)運行，也可能運行剛被中斷激活的更高級任務(wù)。

任務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

休眠態(tài)----創(chuàng)建---->就緒態(tài)
就緒態(tài) 運行態(tài) 等待態(tài)-----刪除--->休眠態(tài)
就緒態(tài)-----os調(diào)度--->運行態(tài)
運行態(tài)退出情況：
A：主動退出：需要延時，或者等待某個事件發(fā)生。進入等待太
B：被動退出：一個更高優(yōu)先級的處于等待態(tài)的任務(wù)滿足條件進入就緒狀態(tài)，（延時到，或等待的事情已經(jīng)發(fā)生），則剝奪當(dāng)前任務(wù)的cpu使用權(quán)，將它趕下臺，進入運行態(tài)。而被趕下臺的任務(wù)從運行態(tài)進入就緒態(tài)。
等待太：由運行態(tài)的任務(wù)主動進入。只要等待的目的達到（延時到，等待的事件來臨），就自動退出等待狀態(tài)，進入就緒狀態(tài)，由os調(diào)度。
中斷態(tài)--->返回-->運行態(tài) （就緒態(tài)）

優(yōu)先級最高的任務(wù)只要就緒就可以獲得cpu的使用權(quán)，一點都不會被耽誤
獲得cpu控制權(quán)需要滿足條件：
A：進入就緒態(tài)
B：所有優(yōu)先級高于我的任務(wù)都已經(jīng)處于等待態(tài)或休眠態(tài)。就緒表中我的優(yōu)先級最高。

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