操作系统基础知识这份文档深入探讨了多线程和多核处理技术,它们在现代计算机运行中的核心作用,文档透彻地讲解了多线程如何在单核处理器中实现资源的高效利用,即通过在微观级别快速切换线程状态以模拟并行处理的假象,多线程技术的引入,特别是在Intel的Pentium 4处理器上,标志着对单个CPU性能提升的追求,与此同时,多核技术的兴起将这一进程推向了新的高度,文档中提到的几种处理器,比如SPARC和Intel的Xeon系列,是这一技术进步的佳例,这些多核芯片就像是将多个独立CPU集成到一个芯片上,进一步推动了硬件的发展,也对操作系统的设计提出了新的挑战和要求,这些内容的介绍对理解现代计算机架构至关重要。
多线程和多核芯片
Intel Pentinum 4也就是奔腾处理器引入了被称为多线程(multithreading)或超线程
(thyperthreading,Intel 公司的命名)的特性,xB6处理器和其他一些CPU芯片就是这样做的。包括SSPARC、Power5、In tel Xeon和Intel Core系列。近似地说,多线程允许CPU保持两个不同的线程状态并且在纳秒级(nanosecond)的时间完成切换。线程是一种轻量级的进程,我们会在后面说到。例如,如果一个进程想要从内存中读取指令(这通常会经历几个时钟周期),多线程CPU则可以切换至另一个线程。多线程不会提供真正的并行处理。在一个时刻只有一个进程在运行。
对于操作系统来讲,多线程是有意义的,因为每个线程对操作系统来说都像是一个单个的CPU。比如一个有两个CPU 的操作系统,并且每个CPU运行两个线程,那么这对于操作系统来说就可能是4个CPU。
除了多线程之外,现在许多CPU芯片上都具有四个、八个或更多完整的处理器或内核。多核芯片在其上有效地承载了四个微型芯片,每个微型芯片都有自己的独立CPU。