任務的基本知識

ID:60266 · 發表于 2014-8-19 22:57

os：操作系統

1. 軟件設計
軟件可分為許多可執行程序單元

裸機開發時，將可執行程序單元分類組合，得到一個個模塊，其中有一個監控模塊，其他模塊在它的監控下運行。

使用操作系統時，將可執行程序單元分類組合，得到一個個任務，這些任務在操作系統的調度下運行。任務指的是用戶任務。區別于操作系統自己的任務。

2.    os核心是用一個CPU去仿制“多CPU”環境，使每個任務覺得自己擁有獨立cpu。
      os給每個任務分配一個任務堆棧，用來保存“虛擬CPU”的內部各個寄存器值。
      當一個任務需要運行時，os就將該任務的任務堆棧的內容復制到真正的cpu中，虛擬cpu就變成了真正的cpu，這個任務就可以運行起來。當需要暫停運行時，操作系統就將真正cpu的寄存器內容復制到它的任務堆棧中保持起來（保護現場，保護一些寄存器的值），一遍下次運行時可以恢復現場，繼續運行下去。
      os在保存好當前任務的現場后，就可以恢復另一個任務的現場，使另一個任務運行起來。這個過程叫：任務切換。
      os 為有效進行任務調度，必須掌握各個任務的詳細動態信息，所以給每個任務建立了檔案，來記錄這些信息，這個就是任務控制塊。
3. 任務的特性

獨立性

裸機的程序模塊，一個模塊可以調用另一個模塊。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果傳輸給主模塊。相互看得見。
os環境下，一個任務獨占cpu，不可能調用另一個任務，所有任務在邏輯上是平等的。當任務需要進行信息傳輸時，只能采用異步方式。主人任務<----->os通信機制<------>仆人任務

任務的并發性

任務A與任務B運行時間段有重疊部分，這種運行方式叫并發運行。

宏觀上看，不同任務可以并發運行，好像每個任務都有自己的cpu一樣。是通過os進行任務調度實現的并發運行。os調度：已經就緒的高優先級任務可以剝奪另一個正在運行的低優先級任務的運行權而進入運行狀態。當低A運行時，高B就緒，B任務運行A停止運行。

任務的動態性

裸機：程序模塊總是處于可執行狀態，隨時可調用，調用即占用cpu，直到結束。
os中，任務狀態是動態變化的。任務并不是隨時可以運行。而一個已經開始運行的任務并不能保證一直占有cpu的使用權，隨時可能被更高優先級的任務奪取cpu的使用權。
任務的五種狀態：
休眠態：任務在內存中，不被調用。
就緒態：任務已經準備好，隨時可以運行，但該任務優先級比正在運行的優先級低，故暫時不能運行。
運行態：掌握cpu使用權，正在運行。
等待態：掛起態。如果正在運行的任務需要等待一段時間或者需要等待某一個事件的發生才能繼續運行，則就會推出運行狀態，進入等待態。交出cpu，使就緒任務中，優先級最高的任務進入運行態。（將自己從就緒表中刪除，然后進行任務調度）
中斷態：發生中斷時，cpu執行中斷服務，原來正在運行的任務暫停，進入中斷態。中斷服務程序結束后，被打斷的任務繼續運行，也可能運行剛被中斷激活的更高級任務。

任務狀態的轉換

休眠態----創建---->就緒態
就緒態運行態等待態-----刪除--->休眠態
就緒態-----os調度--->運行態
運行態退出情況：
A：主動退出：需要延時，或者等待某個事件發生。進入等待太
B：被動退出：一個更高優先級的處于等待態的任務滿足條件進入就緒狀態，（延時到，或等待的事情已經發生），則剝奪當前任務的cpu使用權，將它趕下臺，進入運行態。而被趕下臺的任務從運行態進入就緒態。
等待太：由運行態的任務主動進入。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，進入就緒狀態，由os調度。
中斷態--->返回-->運行態（就緒態）

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

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