操作系统CPU和内核思维导图总结

发表于2026-04-09|更新于2026-04-09|操作系统

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操作系统CPU和内核思维导图总结

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文章作者: 褚成志

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CPU 操作系统思维导图

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Linux 支持远大于 CPU 数量的任务同时运行。系统在很短的时间内，将 CPU 轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。过多的上下文切换，会把 CPU 时间消耗在寄存器、内核栈以及虚拟内存等数据的保存和恢复上，从而缩短进程真正运行的时间，导致系统的整体性能大幅下降。每个进程运行前，系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器（Program Counter，PC）。 CPU 上下文： CPU 寄存器，是 CPU 内置的容量小、但速度极快的内存。程序计数器，则是用来存储 CPU 正在执行的指令位置、或者即将执行的下一条指令位置。 CPU 上下文切换把前一个任务的 CPU 上下文（也就是 CPU 寄存器和程序计数器）保存起来，然后加载新任务的上下文到这些寄存器和程序计数器，最后再跳转到程序计数器所指的新位置，运行新任务。保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来根据任务的不同， CPU 上下文切换场景进程上下文切换线程上下文切换中断上下文切换系统调用–特权模式切换–同进程CPU上下文切换系统调用过程通常称为特...

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进程间的通信⽅式有哪些？区别是什么，为什么需要？导图有笔记 https://www.processon.com/view/link/60ef10dae0b34d06fba96f3d 进程的通信有 6 种，分别是：管道、消息队列、共享内存、信号量、socket，信号。他们的区别，有哪些应⽤，为什么需要这些？管道匿名管道： Linux 命名的估计都懂这条语句的含义，其中”|“是管道的意思，它的作用就是把前一条命令的输出作为后一条命令的输入。在这里就是把 netstat -tulnp 的输出结果作为 grep 8080 这条命令的输入。如果两个进程要进行通信的话，就可以用这种管道来进行通信了，并且我们可以知道这条竖线是没有名字的，所以我们把这种通信方式称之为匿名管道。并且这种通信方式是**单向**的，只能把第一个命令的输出作为第二个命令的输入，如果进程之间想要互相通信的话，那么需要创建两个管道。命名****管道：下面我们来创建一个命名管道。执行之后会卡住在另一个进程里面执行输出管道内容就可以了从上面的例子可以看出，管道的通知机制类似于缓存，就像一个进程把数据放在某个...

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