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第二節(jié) Windows的處理器管理
Windows98雖然只支持單處理器結(jié)構(gòu)的PC機(jī)，但它是一個(gè)搶占式多任務(wù)操作系統(tǒng)，它通過(guò)提供虛擬機(jī)(Virtual Machine，簡(jiǎn)稱VM)、進(jìn)程和線程等機(jī)制能很好地支持多道程序在PC機(jī)中的進(jìn)行。
1.386處理器與保護(hù)模式
386處理器有3種工作模式，即實(shí)地址模式(簡(jiǎn)稱“實(shí)模式”)、保護(hù)虛地址模式(簡(jiǎn)稱“保護(hù)模式”)和虛擬8086模式(簡(jiǎn)稱“V86模式”)。這3種工作模式與存儲(chǔ)器地址的計(jì)算有密切關(guān)系。
Windows98操作系統(tǒng)充分利用386處理器的上述3種工作模式，來(lái)運(yùn)行各種不同類型的應(yīng)用程序。
Windows98實(shí)際上是由兩套操作系統(tǒng)合而為一的。第一個(gè)是實(shí)模式的DOS操作系統(tǒng)，它首先啟動(dòng)并導(dǎo)入后者;第二個(gè)就是保護(hù)模式操作系統(tǒng)(Windows本身)，它使實(shí)模式DOS轉(zhuǎn)入“睡眠狀態(tài)”。
2.多任務(wù)處理與Windows虛擬機(jī)
(1)多任務(wù)處理
簡(jiǎn)單地講，任務(wù)(Task)是指裝入內(nèi)存并啟動(dòng)執(zhí)行的一個(gè)程序，多任務(wù)處理(Multitasking)就是指多個(gè)任務(wù)在計(jì)算機(jī)中同時(shí)運(yùn)行，每個(gè)任務(wù)都可以使用包括CPU在內(nèi)的幾乎全部軟硬件資源。
(2)Windows虛擬機(jī)
Windows98是怎樣實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理的呢?它通過(guò)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分成幾個(gè)虛擬機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)。所謂虛擬機(jī)指的是由操作系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)間和內(nèi)存，并把這些資源分開(kāi)，把整個(gè)系統(tǒng)看成多臺(tái)計(jì)算機(jī)而不是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，其中的每一臺(tái)都被認(rèn)為是虛擬機(jī)(VM)。各虛擬機(jī)之間根本不知道還有其他的虛擬機(jī)存在，每一個(gè)虛擬機(jī)都認(rèn)為有自己的CPU、內(nèi)存、視頻卡、軟盤(pán)、硬盤(pán)、鍵盤(pán)等。負(fù)責(zé)將一臺(tái)PC機(jī)分成多個(gè)虛擬機(jī)的是虛擬機(jī)管理器(VMM32)。
3.進(jìn)程、線程與處理器調(diào)度
(1)進(jìn)程
Windows98是一個(gè)支持多任務(wù)處理的操作系統(tǒng)，任務(wù)指的就是程序，這是從用戶角度來(lái)說(shuō)的。從CPU和系統(tǒng)資源分配和調(diào)度的角度來(lái)說(shuō)，任務(wù)也稱為進(jìn)程(Process)。
(2)線程
線程也稱為“輕量級(jí)進(jìn)程”(Lightweight Process)，它表示進(jìn)程中的一個(gè)控制點(diǎn)和一條執(zhí)行途徑，任何進(jìn)程都可以創(chuàng)建多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的線程。由于同一進(jìn)程內(nèi)各線程都可訪問(wèn)整個(gè)進(jìn)程的所有資源，因此它們之間的通信比進(jìn)程的相互通信要方便，而同一進(jìn)程內(nèi)的線程間切換也會(huì)由于許多上下文的相同而得到簡(jiǎn)化。
(3)處理器調(diào)度
Windows98系統(tǒng)中的Win32應(yīng)用程序是使用搶占式多任務(wù)機(jī)制來(lái)運(yùn)行的，調(diào)度程序從一個(gè)應(yīng)用程序中取得控制權(quán)，再將它交給另一個(gè)應(yīng)用程序。調(diào)度程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用程序的時(shí)間分配，防止任何一個(gè)應(yīng)用程序搶占所有系統(tǒng)資源而不允許其他任務(wù)執(zhí)行。在搶占式多任務(wù)處理中，調(diào)度程序嚴(yán)格地控制著下一個(gè)要運(yùn)行的是哪個(gè)進(jìn)程以及運(yùn)行的時(shí)間。在任何時(shí)間里，調(diào)度程序都能從當(dāng)前進(jìn)程中撤走CPU并把它交給另一個(gè)進(jìn)程。
Windows98中包含了兩種調(diào)度程序:主調(diào)度程序和時(shí)間片調(diào)度程序。它們共同協(xié)調(diào)，控制著多個(gè)進(jìn)程(線程)的運(yùn)行。
(4)消息隊(duì)列
Windows使用事件驅(qū)動(dòng)的編程方式，它根據(jù)接收到的系統(tǒng)組件發(fā)送的消息(message)來(lái)執(zhí)行任務(wù)。每個(gè)消息都在系統(tǒng)中發(fā)生的一個(gè)動(dòng)作(即事件)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。消息可以由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出(這表示發(fā)生了某個(gè)外部事件，如鍵盤(pán)或鼠標(biāo)的操作)，也可以由另外一個(gè)Windows應(yīng)用程序或系統(tǒng)發(fā)出。
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