操作系统还行的课件os007-process review

1、进程管理操作系统的作用计算机硬件设备如何使用？底层硬件控制用户输入处理结果操作系统的职能是管理和控制计算机系统中的所有硬、软件资源，合理的组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。OS特征并发特征（Concurrence）并发与并行共享特征（Sharing）互斥共享同时访问虚拟特征（Virtual）异步性（Asynchronism）OS特征并发并发特征（Concurrence）多个事件在同一时间段内发生。操作系统是一个并发系统，各进程间的并发，系统与应用间的并发。操作系统要完成这些并发过程的管理。并行(parallel)是指在同一时刻发生。 在多道程序处理时，宏观上并发，

2、微观上交替执行（在单处理器情况下）。 程序的静态实体是可执行文件，而动态实体是进程（或称作任务），并发指的是进程。OS特征共享共享特征（Sharing）多个进程共享有限的计算机系统资源。操作系统要对系统资源进行合理分配和使用。资源在一个时间段内交替被多个进程所用。 互斥共享（如音频设备）：资源分配后到释放前，不能被其他进程所用。 同时访问（如可重入代码，磁盘文件） 资源分配难以达到最优化OS特征虚拟虚拟特征（Virtual）一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体分时或分空间。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。 CPU每个用户（进程）的“虚处理机”存储器每个进程都占有的地址

3、空间（指令数据堆栈） 显示设备多窗口或虚拟终端(Virtual Terminal)OS特征异步异步性(Asynchronism，也称不确定性) 指进程的执行顺序和执行时间的不确定性； 进程的运行速度不可预知：分时系统中，多个进程并发执行，“时走时停”，不可预知每个进程的运行推进快慢 判据：无论快慢，应该结果相同通过进程互斥和同步手段来保证 难以重现系统在某个时刻的状态（包括重现运行中的错误） 性能保证：实时系统与分时系统相似，但通过资源预留以保证性能进程的描述与控制程序的执行顺序执行并发执行顺序性封闭性可再现性间断性失去封闭性不可再现性进程5个特征：动态、并发、独立、异步和结构性静态描述：PC

4、B、程序段、数据集合基本状态 并行与并发的概念差别 并行（Parallel）同一时刻，两个事物均处于活动状态示例：CPU中的超流水线设计和超标量设计 并发（Concurrency）宏观上存在并行特征，微观上存在顺序性同一时刻，只有一个事物处于活动状态示例：分时操作系统中多个程序的同时运行进程的描述与控制线程引入线程的目的提高进程的运行效率提高用户的响应时间线程和进程的比较调度并发性拥有资源系统开销线程的基本类型用户级核心级传统操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度分派的基本单位都是进程；而引入线程的操作系统中，线程是调度和分派的基本单位，进程则是资源分配的基本单位。在引入线程的OS中，进程之

5、间可以并发执行，同一进程的多个线程之间也可以并发执行，从而使得OS具有更好的并发性。在OS中，进程是拥有资源的一个独立单位，它拥有自己的资源，而线程一般不拥有系统资源，但是它可以访问其隶属进程的资源。创建和撤销进程涉及资源的分配或回收，需要比线程创建和撤销大得多的系统开销，同样的，进程切换的开销也远远大于线程切换的开销。进程的同步与通信进程通信低级通信（进程同步机制）高级通信资源竞争相互合作临界区进程互斥同步信号量机制共享存储器系统信息传递系统基于共享存储区方式直接通信间接通信主从式会话式消息缓冲邮箱死锁死锁原因死锁必要条件死锁处理资源竞争进程推进顺序不当互斥条件环路条件不可剥夺条件部分分配死

6、锁预防死锁解除死锁避免死锁检测剥夺资源撤销进程调度算法先来先服务最短作业优先最高响应比轮转法多级反馈轮转法优先级法只考虑每个作业的等待时间只考虑每个作业的执行时间响应比R=(1+W/T)等待时间与执行时间成比例。时间片长度q值的选择。划分不同队列，给予不同的优先级和时间片。静态优先级动态优先级性能衡量指标：周转时间、带权周转时间、响应时间硬件将处理机划分为两种状态，即管态和目态，这样做给操作系统设计带来什么好处? 便于设计安全可靠的操作系统。管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。通常操作系统在管态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在目态下运行，只能

7、执行非特权指令。如果用户程序企图在目态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。 为何引入多道程序设计? 在多道程序系统中，内存中作业的道数是否越多越好? 引入多道程序设计技术是为了提高计算机系统资源的利用率。在多道程序系统中，内存中作业的道数并非越多越好。一个计算机系统中的内存、外设等资源是有限的，只能容纳适当数量的作业，当作业道数增加时，将导致对资源的竞争激烈，系统开销增大，从而导致作业的执行缓慢，系统效率下降。 有人说，在采用等长时间片轮转处理机调度算法的分时操作系统中，各终端用户所占有处理机的时间总量是相同的。这种说法对吗? 为什么? 不对。因为处理机是分配给进程（线程）的，而不同终端用户可能有不同数量的进程，一个拥有较多数量进程的终端显然比拥有较少数量进程的终端获得CPU的时间要多。 由V操作唤醒的进程是否一定能够直接进入运行状态? 举例说明之。 否。一般来说，唤醒是将进程状态由等待状态变成就绪状态，而就绪进程何时获得处理机则是由系统的处理机调度策