(1) 虚拟化、多任务、超线程技术

发布于:2025-09-07 ⋅ 阅读:(18) ⋅ 点赞:(0)

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1.虚拟化技术

1.1 本节导图

1.2 虚拟化技术是什么?使用目的是什么?

1.3 虚拟化前后对比图

1.4 虚拟化的优势

1.5 虚拟化的劣势

1.6 虚拟化的本质

2. 多任务

2.1 本节导图

2.2 什么是多任务处理

2.3 多任务原理

2.4 功能单位

2.5 多任务分类

3. 超线程

3.1 本节导图

3.2 什么是超线程技术

3.3 超线程技术源起

3.4 超线程技术原理

3.5 超线程技术前提

3.6 优点

3.7 缺点

4. 虚拟化、多任务、超线程技术的区别


1.虚拟化技术

1.1 本节导图

1.2 虚拟化技术是什么?使用目的是什么?

虚拟化从【概念】上来说就是将在实际环境运行的程序、组件,放在虚拟的环境中来运行,从而达到以小的成本来实现与真实环境相同或类似的功能的【目的】

1.3 虚拟化前后对比图

1.4 虚拟化的优势

1.5 虚拟化的劣势

  • 可能会使物理计算机负载过重

  • 升级和维护引起的安全问题

  • 物理机宕机的影响

1.6 虚拟化的本质

1.7 虚拟化主要解决哪方面问题?

企业成本压力、环保压力以及不断增长的业务压力

2. 多任务

2.1 本节导图

2.2 什么是多任务处理

多任务处理是指用户可以在同一时间内运行多个应用程序

2.3 多任务原理

当多任务操作系统使用某种任务调度策略允许两个或更多进程并发共享一个处理器时,事实上处理器在某一时刻只会给一件任务提供服务

2.4 功能单位

  • 任务:任务通常指用户或系统需要完成的一项工作或操作

  • 进程:进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位

  • 线程:线程是进程内的一个执行单元,也是CPU调度的基本单位

2.5 多任务分类

  • 协同式多任务:每个运行的程序都要负责释放CPU控制权以便别的程序能有机会运行,不管是显式地(Explicitly)还是隐式地(Implicitly)交出控制权。

  • 抢占式多任务:操作系统必须具有从任何一个运行的程序上取走控制权和使另一个程序获得控制权的能力,抢占式系统下运行的应用程序不用担心独占系统,因为系统会合理地给每个运行的任务分配时间块。

  • 实时多任务:实时是根据操作系统的工作特性而言的,指物理进程的真实时间,实时多任务内核的管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的。

3. 超线程

3.1 本节导图

3.2 什么是超线程技术

超线程技术是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算(*),进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高了CPU的运行效率(作用)。

3.3 超线程技术源起

  • 提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后的确可以改善CPU性能,但这样的CPU性能提高在技术上存在较大的难度。

  • 实际应用中基于很多原因,CPU的执行单元都没有被充分使用。

  • 采用另一个思路提高CPU的性能,即超线程技术,让CPU可以同时执行多重线程,就能够让CPU发挥更大效率。

3.4 超线程技术原理

在处理多个线程的过程中,多线程处理器内部的每个逻辑处理器均可以单独对中断做出响应,当第一个逻辑处理器跟踪一个软件线程时,第二个逻辑处理器也开始对另外一个软件线程进行跟踪和处理。

3.5 超线程技术前提

  • 需要应用软件支持
  • 需要操作系统支持

  • 需要主板芯片组支持

  • 需要CPU支持

  • 需要主板BIOS支持

3.6 优点

能同时进行多任务批处理工作,让系统性能提升30%

3.7 缺点

  • 当运行单线程应用软件时,超线程技术将会降低系统性能

  • 处理器内部缓存就会被划分成几区域,互相共享内部资源

4. 虚拟化、多任务、超线程技术的区别


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