从操作系统层面理解并行与并发的区别

目前作为软件开发的一名开发人员,无论是面试还是工作中经常提及高并发,但是什么是并发,同时理解并发与并行的区别就尤为重要,只有从底层了解了并发的原理,才能码出高效的代码。本人也是在学习中的一名菜鸟,有错误的地方请大家多多包含,同时写文章也是为了温故而知新,希望对别人和自己都有帮助。

操作系统的发展

操作系统简单理解就是屏蔽硬件,在硬件基础上的扩充,作用是管理好这些设备,提高他们的利用率与系统的吞吐量。

1.单道批处理操作系统

简单理解就是作业任务一个一个的处理,内存中只有一道程序,缺点是当程序等待IO时,CPU便处于等待状态,又因IO设备的低速性,所以使CPU的利用率显著降低。

2.多道批处理操作系统

为了提高资源的利用率和系统吞吐量,出现了多道批处理系统,在该系统中,用户的提交的作业任务列表放到外存中组成一个后备队列,然后由作业调度程序从后备队列选取多个作业调入内存,使他们共享CPU和系统中的各种资源,这时候可以在A程序等待IO操作的时候使CPU调度B程序,同时利用B程序在IO操作时,再调度C程序,这样可以使CPU忙绿起来,提高资源的利用率。

以上介绍两种典型的操作系统发展过程,还有其他的实时、分时系统阶段就不做详细说明了,想要详细了解可以参考 计算机操作系统 这本书。

并发与并行

1.并发是计算机操作系统的一大重要特性,正是由于并发的存在,才能使操作系统提高系统中的资源利用率和吞吐量。
2.并行是两个或多个事件在同一时间发生,而并发是两个或多个事件在同一时间间隔内发生。比如在多道程序环境下,并发性是一段时间内宏观上有多个程序同时运行,在单处理机系统中,每一时刻只有一道程序运行,从微观上个讲这些程序只能是分时交替运行(时间片)。
3.例如在一秒钟时间内,015ms程序A执行;1530ms程序B执行;3045ms程序C执行;4560ms程序D执行,因此可以说在一秒钟时间间隔内,宏观上四道程序同时运行,但是微观上程序A,B,C,D是分时交替运行。
4.但是目前的计算机都是多核也就是有多个处理机,这些可以并发执行的程序可被分配到多个处理机上,实现并行执行,既利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序。这样多个程序便可同时执行。
                                         > 引用资源(计算机操作系统第四版)
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