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CPU的分身術(shù):千手觀音與齊天大圣

由于CPU的速度太快不但人跟不上它连它周围的小伙伴也跟不上它例如网卡和磁盘也叫硬盘)。因为短时间内无法解决这种CPU和不同设备间的速度匹配问题所以对于科学家而言这其实就造成了对CPU计算机资源的浪费

那怎么办呢这难不倒聪明的科学家们——其实就是之前说过的方法——他们给CPU定了两条规则轮询与中断

从微观上来说就是通过这两种方式将一个CPU完整的工作时间划分为多个连续的时间段而这些时间段的长短对于人来说极其之短导致我们根本察觉不到如果在这些不同的时间段里交替执行不同的工作只要速度足够快持续时间足够长就给人一种计算机可以一芯多用错觉它能一边下载视频一边听音乐一边在网上聊天还能一边编辑excel报表就像这样

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例如CPU先下载了100KB字节的视频内容把它丢给播放器并说你先放着我去忙别的了」;然后就暂时结束下载工作从音频文件中读出的100KB字节内容放到播放设备中去播放接着再暂时结束播放工作从网络上接收100KB的字节输入到显卡再投射到显示器上给用户看到接着读取用户从键盘输入的一串汉字并把它们也显示到显示器上......就这样周而复始如果这时候有网络电话打进来了假设在电脑上接听)。那么CPU同样会在这些任务中再插入一个收发网络语音消息的任务

如果用户的电脑配置差一点也就是CPU性能差一点的话就会明显感觉计算机有点——从专业的角度来说这其实不是卡而是CPU同时需要完成的任务太多而且每个任务都比较重导致CPU在处理和切换任务时有点忙不过来了造成这种延时的原因在宏观层面抛开性能的原因科学家们称之为并发太高

是的这就是轮询中断并发这三个概念的内在联系和区别

前两个是从微观层面来描述计算机的任务时间分配

后一个则是从宏观层面来说明计算机的任务执行方式当仅有一个CPU的时候不管同时执行多少个任务各个任务始终是被划分到不同的时间段去按顺序执行的只是因为时间太短让人察觉不到才会看起来好像是同时在做一样)。

不管轮询中断还是并发始终都是针对单个CPU而言的在过去技术条件不成熟的情况下科学家们只能在有限的资源条件下寻求最优解但当技术进步以后这种限制也就随之消失了从而真正可以做到一边下载视频一边听音乐就像这样

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不管在微观层面还是宏观层面这种真正能够同时执行多个任务的工作方式就叫并行」。

在我看来这应该算是两种不同的分身法术吧一种是千手观音一种是齐天大圣



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