操作系統(tǒng)名詞解釋

1、第1部分 操作系統(tǒng)概論名詞解釋脫機(jī)輸入輸出具體的輸入輸出不需要在主計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的方式也稱(chēng)“脫機(jī)輸入輸出”批處理作業(yè)是由操作系統(tǒng)成批地進(jìn)行處理，操作系統(tǒng)能自動(dòng)地從輸入池讀入下一個(gè)作業(yè)，并予以運(yùn)行和輸出，如此直到整批作業(yè)全部處理完畢。SPOOLING由操作系統(tǒng)將磁盤(pán)模擬為輸入輸出設(shè)備的處理方式稱(chēng)為SPOOLING（Simultaneous Peripheral Operating On Line），即“并行的外部設(shè)備操作聯(lián)機(jī)”，也稱(chēng)“假脫機(jī)”。SPOOLING系統(tǒng)是以磁盤(pán)為幾乎無(wú)限巨大的緩沖區(qū)來(lái)解決低速的I/O設(shè)備與高速的CPU之間的速度匹配問(wèn)題。分時(shí)系統(tǒng)為了降低交互式系統(tǒng)的等待時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間的比

2、率，系統(tǒng)通過(guò)多臺(tái)終端同時(shí)向很多用戶提供運(yùn)行環(huán)境，這種分時(shí)系統(tǒng)就能以合理的成本向用戶提供交互式使用計(jì)算機(jī)的方便。多路性一臺(tái)主機(jī)可連接多臺(tái)終端，多個(gè)終端用戶可以同時(shí)使用計(jì)算機(jī)，共享系統(tǒng)的硬軟件資源。交互性用戶能與系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)話。在一個(gè)多步驟作業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中，用戶能通過(guò)鍵盤(pán)等設(shè)備輸入數(shù)據(jù)或命令，系統(tǒng)獲得用戶的輸入后做出響應(yīng)，顯示執(zhí)行的狀況或結(jié)果。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是一種能在限定的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入進(jìn)行快速處理并做出響應(yīng)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)多處理機(jī)系統(tǒng)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中可具有多個(gè)CPU或處理機(jī)。一般用微處理器構(gòu)成陣列系統(tǒng)，其運(yùn)算速度可以達(dá)到上萬(wàn)億次，作業(yè)請(qǐng)求計(jì)算機(jī)完成的一個(gè)完整的處理任務(wù)稱(chēng)為作業(yè)，它可以包括幾個(gè)程序的相繼

3、執(zhí)行。一個(gè)復(fù)雜的作業(yè)可由多個(gè)作業(yè)步組成，如編譯、運(yùn)行、打印一個(gè)程序的全部工作是一個(gè)作業(yè)，其中相對(duì)獨(dú)立的每一部分稱(chēng)為作業(yè)步。進(jìn)程（不支持線程的進(jìn)程）程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行活動(dòng)，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的獨(dú)立單位。并發(fā)并發(fā)是指在某一時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存在著多個(gè)程序活動(dòng)。并發(fā)是從宏觀上（這種“宏觀”也許不到一秒的時(shí)間）看多個(gè)程序的運(yùn)行活動(dòng)，這些程序在串行地、交錯(cuò)地運(yùn)行，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)這些程序之間的運(yùn)行切換，人們從外部宏觀上觀察，有多個(gè)程序都在系統(tǒng)中運(yùn)行。虛擬例如操作系統(tǒng)將一臺(tái)互斥共享設(shè)備虛擬成同時(shí)共享設(shè)備。共享共享是指多個(gè)用戶或程序共享系統(tǒng)的軟、硬件資源。不確定性不確定性指

4、的是使用同樣一個(gè)數(shù)據(jù)集的同一個(gè)程序在同樣的計(jì)算機(jī)環(huán)境下運(yùn)行，每次執(zhí)行的順序和所需的時(shí)間都不相同。操作系統(tǒng)的不確定性不是指程序執(zhí)行結(jié)果的不確定第2部分 存儲(chǔ)管理名詞解釋符號(hào)名地址由定義在源程序變量標(biāo)識(shí)符號(hào)決定的數(shù)據(jù)存放地址。虛擬地址（相對(duì)地址、程序地址、邏輯地址）源程序經(jīng)匯編或編譯后得到的是目標(biāo)代碼程序，由于編譯程序無(wú)法確定目標(biāo)代碼在執(zhí)行時(shí)所駐留的實(shí)際內(nèi)存地址，故一般總是從零號(hào)單元開(kāi)始為其編址，并順序分配所有的符號(hào)名所對(duì)應(yīng)的地址單元。由于目標(biāo)代碼中所有的地址值都相對(duì)于以“0”為起始的地址，而不是真實(shí)的內(nèi)存地址，故稱(chēng)這類(lèi)地址為相對(duì)地址、程序地址、邏輯地址或虛擬地址。物理地址指令中指定的直接內(nèi)存地址

5、地址重定位當(dāng)裝入程序?qū)⒖蓤?zhí)行代碼裝入內(nèi)存時(shí)，程序的邏輯地址與程序在內(nèi)存的物理地址一般是不相同的，必須通過(guò)地址轉(zhuǎn)換將邏輯地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為地址重定位。靜態(tài)重定位源程序經(jīng)編譯和連接后生成目標(biāo)代碼中的地址是以0為起始地址的相對(duì)地址。當(dāng)需要執(zhí)行時(shí)，由裝入程序運(yùn)行重定位程序模塊，根據(jù)作業(yè)在本次分配到的內(nèi)存起始地址，將可執(zhí)行目標(biāo)代碼裝到指定內(nèi)存地址中，并修改所有有關(guān)地址部分的值。修改的方式是對(duì)每一個(gè)邏輯地址的值加上內(nèi)存區(qū)首地址（或稱(chēng)基地址）值。動(dòng)態(tài)重定位將程序在裝入內(nèi)存時(shí)，不必修改程序的邏輯地址值，程序執(zhí)行期間在訪問(wèn)內(nèi)存之前，再實(shí)時(shí)地將邏輯地址變換成物理地址。動(dòng)態(tài)重定位要靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)

6、現(xiàn)。單一連續(xù)區(qū)存儲(chǔ)管理操作系統(tǒng)管理一塊單一的用戶內(nèi)存區(qū)，一個(gè)作業(yè)在運(yùn)行要獨(dú)占整個(gè)用戶區(qū)。固定分區(qū)管理在系統(tǒng)初始化時(shí)就把存儲(chǔ)空間劃分成若干個(gè)分區(qū)（這些分區(qū)的大小可以不同），以支持不同的作業(yè)對(duì)內(nèi)存大小需求的不同。可變分區(qū)存儲(chǔ)管理可變分區(qū)存儲(chǔ)管理法是等到作業(yè)運(yùn)行需要內(nèi)存時(shí)向系統(tǒng)申請(qǐng)時(shí)，從若干空閑的內(nèi)存分區(qū)區(qū)按要求選擇并中“挖”一塊出來(lái)，其大小等于作業(yè)所需內(nèi)存大小，首次適應(yīng)法采用首次適應(yīng)法為作業(yè)分配大小為size的內(nèi)存空間時(shí)，總是從表的起始端的低地址部分開(kāi)始查找，當(dāng)?shù)谝淮握业酱笥诨虻扔谏暾?qǐng)大小的空閑區(qū)時(shí)，就按所需大小分配給作業(yè)。如果分配后原空閑區(qū)還有剩余空間，就修改原存儲(chǔ)區(qū)表項(xiàng)。循環(huán)首次適應(yīng)法循環(huán)首次

7、適應(yīng)法分配時(shí)總是從起始查找指針?biāo)傅谋眄?xiàng)開(kāi)始查找，第一次找到滿足要求的空閑區(qū)時(shí)，就分配所需大小的空閑區(qū)，修改表項(xiàng)，并調(diào)整起始查找指針，使其指向隊(duì)列中被分配的后面的那塊空閑區(qū)。下次分配時(shí)就從新指向的那塊空閑區(qū)開(kāi)始查找。最佳適應(yīng)算法在所有大于或等于要求分配長(zhǎng)度的空閑分區(qū)中挑選一個(gè)最小的分區(qū)，即該分區(qū)對(duì)所要求分配的大小來(lái)說(shuō)，是最適合的。最差適應(yīng)算法最差適應(yīng)法所分割的空閑存儲(chǔ)區(qū)是所有空閑分區(qū)中的最大的一塊。覆蓋將一個(gè)大程序按程序的邏輯結(jié)構(gòu)劃分成若干個(gè)程序（或數(shù)據(jù)）段，并將不會(huì)同時(shí)執(zhí)行，從而就不必同時(shí)裝入內(nèi)存的程序段分在一組內(nèi)，該組稱(chēng)為覆蓋段。這個(gè)覆蓋段可分配到同一個(gè)稱(chēng)為覆蓋區(qū)的存儲(chǔ)區(qū)域。交換任一時(shí)刻主

8、存中只保留一個(gè)完整的用戶作業(yè)。當(dāng)該作業(yè)的時(shí)間片用完或因等待某一事件而不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)就挑選下一個(gè)作業(yè)進(jìn)入主存運(yùn)行。為了減少在主存和輔存間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，可以只將原作業(yè)的一部分保存到輔存中去，只要釋放的主存空間剛好夠裝入下一個(gè)運(yùn)行作業(yè)就行。在以后的適當(dāng)時(shí)間，作業(yè)移出的部分可裝入到原來(lái)的存儲(chǔ)區(qū)中繼續(xù)運(yùn)行下去。這種技術(shù)稱(chēng)之為交換技術(shù)，也叫“滾進(jìn)滾出”。虛擬存儲(chǔ)器在主存中可只裝入最近經(jīng)常要訪問(wèn)的某些區(qū)域的指令和數(shù)據(jù)，剩余部分就暫時(shí)不必裝入，等到以后要訪問(wèn)到它們時(shí)再調(diào)入內(nèi)存。如果主存較緊張，必要時(shí)可將已不大訪問(wèn)的信息調(diào)出內(nèi)存，再執(zhí)行調(diào)入操作。由于作業(yè)的指令和數(shù)據(jù)可以存放在外存中，用戶的程序就不受實(shí)際內(nèi)

9、存大小的限制，好像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向用戶系統(tǒng)提供了容量極大的“主存”，而這個(gè)大容量的“主存”是靠存儲(chǔ)管理的軟件和硬件通過(guò)大容量的輔存作為后援存儲(chǔ)器擴(kuò)充而獲得的，是程序設(shè)計(jì)員感覺(jué)到的，而實(shí)際上并不存在的存儲(chǔ)器，故稱(chēng)虛擬存儲(chǔ)器。頁(yè)式存儲(chǔ)管理頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本思想是把作業(yè)的虛擬地址空間劃分成若干長(zhǎng)度相等的頁(yè)（page），也稱(chēng)虛頁(yè)，每一個(gè)作業(yè)的虛頁(yè)都從0開(kāi)始編號(hào)。主存也劃分成若干與虛頁(yè)長(zhǎng)度相等的頁(yè)架（frame），也稱(chēng)頁(yè)框或?qū)嶍?yè)，主存的頁(yè)架也從0開(kāi)始編號(hào)。程序裝入時(shí)，每一個(gè)虛頁(yè)裝到主存中的一個(gè)頁(yè)架中，這些頁(yè)架可以是不連續(xù)的。頁(yè)表每一個(gè)作業(yè)的虛頁(yè)號(hào)到內(nèi)存的頁(yè)架號(hào)之間的映射關(guān)系的表。聯(lián)想寄存器是一種按內(nèi)容進(jìn)行并

10、行查找的一組快速寄存器。當(dāng)用作為頁(yè)面快表時(shí)，在其輸入端有一個(gè)輸入值頁(yè)號(hào)p時(shí)，在聯(lián)想寄存器中存放頁(yè)號(hào)為p的那一項(xiàng)就立即選中，并輸出其變換值頁(yè)架號(hào)b。由于訪問(wèn)聯(lián)想寄存器比訪問(wèn)主存快得多，故極大地提高了地址變換速度?？毂砗芏囗?yè)式系統(tǒng)都配有一組快速寄存器，用來(lái)存放當(dāng)前運(yùn)行作業(yè)的頁(yè)表表項(xiàng)，以加速地址變換過(guò)程，這種頁(yè)表稱(chēng)之為快表?？毂碛蒀PU中的高速cache或聯(lián)想寄存器構(gòu)成。請(qǐng)求分頁(yè)其基本思想是對(duì)于每一個(gè)運(yùn)行作業(yè)，只裝入當(dāng)前運(yùn)行需要的一部分頁(yè)面集合。當(dāng)作業(yè)運(yùn)行時(shí)需要訪問(wèn)其他不在主存中的虛頁(yè)時(shí)，硬件產(chǎn)生“缺頁(yè)中斷”，如主存資源緊張，可在原先裝入主存的頁(yè)面中選擇一個(gè)或多個(gè)頁(yè)，將其換出到輔存中，再把所需的頁(yè)調(diào)

11、入主存。請(qǐng)求式分頁(yè)系統(tǒng)將主存和輔存這兩級(jí)存儲(chǔ)器融合成邏輯上統(tǒng)一的整體，故在這種系統(tǒng)中能運(yùn)行比可用主存更大的作業(yè)或在相同容量的主存中并發(fā)運(yùn)行更多的作業(yè)。工作集當(dāng)前運(yùn)行需要的一部分頁(yè)面的集合。頁(yè)面淘汰請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中的程序在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某頁(yè)的內(nèi)容未被調(diào)入主存，就要通過(guò)缺頁(yè)中斷處理程序調(diào)入該頁(yè)。如這時(shí)主存中還有空閑的頁(yè)架，那么只需要分配給調(diào)入頁(yè)即可；但如果此時(shí)主存中所有頁(yè)架都已分配出去，就只能從已占用的頁(yè)架中挑選出一個(gè)頁(yè)面，釋放其所占的內(nèi)存空間，即將其“淘汰”，以騰出空頁(yè)架以裝入新頁(yè)。最優(yōu)淘汰算法就是淘汰那些從當(dāng)前時(shí)刻起在頁(yè)面流中不再出現(xiàn)的頁(yè)，如沒(méi)有這類(lèi)頁(yè)，則淘汰一個(gè)在頁(yè)面流中最晚出現(xiàn)的頁(yè)。先進(jìn)先出

12、淘汰算法總是淘汰最早調(diào)入主存的頁(yè)面。最近最少使用淘汰算法（LRU，Least Recently Used）比較最近一段時(shí)間里對(duì)各個(gè)頁(yè)面的訪問(wèn)頻率，淘汰訪問(wèn)頻率最低的頁(yè)面。實(shí)際上，很多系統(tǒng)都將該算法實(shí)現(xiàn)為淘汰“最近一段時(shí)間內(nèi)最久沒(méi)有訪問(wèn)”最近未使用淘汰算法（NUR，Not Used Recently）淘汰最近一段時(shí)間內(nèi)未曾訪問(wèn)過(guò)的某一頁(yè)面。該算法的一個(gè)實(shí)施不僅能考慮最近未曾訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)，還能優(yōu)先挑選頁(yè)面數(shù)據(jù)未曾修改過(guò)的頁(yè)，這樣可減少將淘汰頁(yè)寫(xiě)回輔存的開(kāi)銷(xiāo)。段式存儲(chǔ)管理用戶可以根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)將程序分成若干段，每一段的虛擬地址空間各自都從0開(kāi)始編址，因此整個(gè)作業(yè)的虛擬地址空間是二維的。類(lèi)似于頁(yè)式管理，段

13、式管理要通過(guò)一個(gè)段表來(lái)進(jìn)行地址變換。段頁(yè)式存儲(chǔ)管理段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本思想是將面向用戶的程序地址空間分為段，系統(tǒng)為每一段分配和管理實(shí)存時(shí)再分頁(yè)，這樣可以保持分段管理系統(tǒng)的便于模塊化設(shè)計(jì)、允許分段動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、動(dòng)態(tài)鏈接、分段的共享和段地址的保護(hù)等諸優(yōu)點(diǎn)，也便于保持頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)提供的大容量的虛擬存儲(chǔ)器、沒(méi)有頁(yè)外碎片存在、無(wú)需緊湊內(nèi)存、從而更有效地利用主存、且對(duì)用戶透明的優(yōu)點(diǎn)。第3部分 進(jìn)程管理名詞解釋進(jìn)程進(jìn)程（不支持線程的進(jìn)程）是程序處于一個(gè)執(zhí)行環(huán)境中在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的運(yùn)行過(guò)程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的獨(dú)立單位。進(jìn)程控制塊PCB（Process Control Block）系統(tǒng)用

14、于查詢(xún)和控制進(jìn)程運(yùn)行的檔案，它描述進(jìn)程的特征，記載進(jìn)程的歷史，決定進(jìn)程的命運(yùn)。執(zhí)行（Running）狀態(tài)進(jìn)程占用了CPU，正在執(zhí)行指令的狀態(tài)。就緒（Ready）狀態(tài)進(jìn)程擁有除了CPU之外的任何其他的資源和運(yùn)行條件，只是由于還沒(méi)有給它分配CPU而處于下一個(gè)執(zhí)行階段的起跑線上，它已“萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng)”，因此就緒狀態(tài)進(jìn)程在邏輯上是可執(zhí)行的。在一個(gè)系統(tǒng)中可以有多個(gè)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，通常將它們排在一個(gè)（或多個(gè)）就緒隊(duì)列中。阻塞（Blocked）狀態(tài)阻塞狀態(tài)也稱(chēng)睡眠狀態(tài)、封鎖狀態(tài)或掛起狀態(tài)等。某些系統(tǒng)中這些狀態(tài)有微小的差別。一個(gè)進(jìn)程因某個(gè)原因（或事件）暫時(shí)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行下去，因此放棄了CPU，等待影響它運(yùn)

15、行的因素消除。引起進(jìn)程阻塞的原因很多，如進(jìn)程在等待用戶輸入數(shù)據(jù)，或等待I/O設(shè)備空閑，或等待其他進(jìn)程發(fā)一個(gè)同步信號(hào)等。一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入了阻塞狀態(tài)后，系統(tǒng)根據(jù)不同的原因?qū)⑺鼈兣湃肽骋粋€(gè)阻塞隊(duì)列中。高級(jí)調(diào)度又稱(chēng)長(zhǎng)程調(diào)度、作業(yè)調(diào)度或接納調(diào)度等，它決定處于輸入池中的哪個(gè)后備作業(yè)可以調(diào)入主系統(tǒng)做好運(yùn)行的準(zhǔn)備，成為一個(gè)或一組就緒進(jìn)程。系統(tǒng)中高級(jí)調(diào)度的執(zhí)行頻度較低，一個(gè)作業(yè)只需經(jīng)過(guò)一次高級(jí)調(diào)度。中級(jí)調(diào)度又稱(chēng)中程調(diào)度，它決定處于交換區(qū)中的就緒進(jìn)程中哪一個(gè)可以調(diào)入內(nèi)存，以便直接參與對(duì)CPU的競(jìng)爭(zhēng)。在內(nèi)存資源緊張時(shí)，為了將進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，必須將內(nèi)存中處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程調(diào)至交換區(qū)，以便為調(diào)入進(jìn)程騰出空間。這相當(dāng)于使處于內(nèi)

16、存中的進(jìn)程和處于盤(pán)交換區(qū)中的進(jìn)程交換了位置，故中級(jí)調(diào)度又稱(chēng)為“對(duì)換調(diào)度”。中級(jí)調(diào)度是為了緩解內(nèi)存資源的緊張狀態(tài)，在多道程序范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程動(dòng)態(tài)覆蓋和進(jìn)程級(jí)的虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)。一個(gè)進(jìn)程在其運(yùn)行期間可能需要經(jīng)過(guò)多次中級(jí)調(diào)度。低級(jí)調(diào)度又稱(chēng)短程調(diào)度或進(jìn)程調(diào)度。它決定駐在內(nèi)存中的哪一個(gè)就緒進(jìn)程可以占用CPU，使其獲得實(shí)實(shí)在在的執(zhí)行權(quán)力，故低級(jí)調(diào)度又可稱(chēng)處理機(jī)調(diào)度或分派調(diào)度。低級(jí)調(diào)度執(zhí)行頻度很高。先來(lái)先服務(wù)（FIFO）調(diào)度算法先來(lái)先服務(wù)算法是按照進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列的時(shí)間次序分配處理機(jī)，這是一種不可搶占式的簡(jiǎn)單算法。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法進(jìn)程按到達(dá)的時(shí)間排在一個(gè)先進(jìn)先出就緒隊(duì)列中，調(diào)度程序每次選擇隊(duì)首的就緒進(jìn)程，使其占用處

17、理機(jī)，并運(yùn)行一段稱(chēng)為“時(shí)間片”的固定時(shí)間間隔。在這個(gè)時(shí)間片內(nèi)，如運(yùn)行任務(wù)完成或因I/O等原因進(jìn)入了阻塞狀態(tài)，該進(jìn)程就提前退出執(zhí)行隊(duì)列，調(diào)度程序就使就緒隊(duì)列中的下一個(gè)進(jìn)程占用處理機(jī)，使用一個(gè)時(shí)間片。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程耗費(fèi)完了一個(gè)時(shí)間片而尚未執(zhí)行完畢，調(diào)度程序就強(qiáng)迫它放棄處理機(jī)，使其重新排到就緒隊(duì)列末尾，再等待一個(gè)輪轉(zhuǎn)周期。優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法為了能反映出各種進(jìn)程的重要和緊迫程度，系統(tǒng)賦予每一個(gè)進(jìn)程一個(gè)優(yōu)先數(shù)，用優(yōu)先數(shù)表示該進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)。調(diào)度程序總是從就緒隊(duì)列中挑選一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程，使之占用處理機(jī)。優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法分為兩類(lèi)，一類(lèi)是靜態(tài)優(yōu)先級(jí)法，另一類(lèi)是動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)法。靜態(tài)優(yōu)先級(jí)法在一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)就賦予它一個(gè)優(yōu)先

18、級(jí)，在進(jìn)程運(yùn)行期間該優(yōu)先級(jí)保持不變。動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)法能反映進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中不同階段的優(yōu)先級(jí)變化情況。例如，一個(gè)總體CPU忙的進(jìn)程在其I/O階段就應(yīng)提高其優(yōu)先級(jí)，一旦在此階段需要占用CPU，就應(yīng)當(dāng)盡快滿足要求，以使它能盡快地啟動(dòng)下一次I/O操作。反之，一個(gè)總體I/O繁忙的進(jìn)程，可能在輸入一批數(shù)據(jù)后的一段時(shí)間內(nèi)，需要大量的計(jì)算或數(shù)據(jù)處理時(shí)間，這是它的CPU繁忙階段，這時(shí)該進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)就不必像I/O繁忙階段那樣高。一個(gè)運(yùn)行到某一階段的進(jìn)程，需要和用戶交互才能正確運(yùn)行下去，也應(yīng)當(dāng)在該階段提高優(yōu)先級(jí)，以減少用戶等待的時(shí)間。線程一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部可以有一至多個(gè)線程，每一個(gè)線程具有如下特征：n 線程的執(zhí)行狀態(tài)（運(yùn)行、

19、就緒等）；n 當(dāng)不處于執(zhí)行狀態(tài)時(shí)保存的線程上下文環(huán)境；n 一個(gè)執(zhí)行棧；n 存取所屬進(jìn)程內(nèi)的主存和其他資源，在本進(jìn)程的范圍內(nèi)與所有線程共享這些資源。線程帶來(lái)的關(guān)鍵好處是提高了操作系統(tǒng)的性能。在一個(gè)現(xiàn)存的進(jìn)程中創(chuàng)建一個(gè)新的線程的時(shí)間遠(yuǎn)小于創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程。研究表明，創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程的開(kāi)銷(xiāo)是一個(gè)線程的10倍。終止一個(gè)線程的時(shí)間也較小。在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部?jī)蓚€(gè)線程的切換開(kāi)銷(xiāo)比進(jìn)程之間的切換開(kāi)銷(xiāo)小得多。這樣，一個(gè)應(yīng)用要實(shí)現(xiàn)為一組相關(guān)的執(zhí)行單元，那么用一組線程執(zhí)行而不是用一組分開(kāi)的進(jìn)程執(zhí)行，其效率就要高得多。第4部分 進(jìn)程通信名詞解釋互斥兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)某些同時(shí)只能被一個(gè)進(jìn)程使用的資源的情況下，就需要一

20、種互斥機(jī)構(gòu)來(lái)協(xié)調(diào)，控制為這些進(jìn)程分配資源的次序。同步兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程要協(xié)作完成一個(gè)任務(wù)，它們之間就要互相配合，需要在某些動(dòng)作之間進(jìn)行同步，即一個(gè)進(jìn)程的某些動(dòng)作與協(xié)作進(jìn)程某些動(dòng)作之間在時(shí)序上要有一定的關(guān)系。如果協(xié)作進(jìn)程的某些操作沒(méi)有完成，那么進(jìn)程就要在執(zhí)行路徑的某些點(diǎn)上等待這些操作的完成，之后才能繼續(xù)執(zhí)行下去。臨界資源在一段時(shí)間內(nèi)只能允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源稱(chēng)為臨界資源。臨界段進(jìn)程執(zhí)行的訪問(wèn)臨界資源的程序段稱(chēng)為臨界段或互斥段。鎖鎖有兩個(gè)狀態(tài)：一個(gè)是打開(kāi)狀態(tài)；另一個(gè)是關(guān)閉狀態(tài)。故鎖可以用布爾變量表示。在C語(yǔ)言中，鎖變量可以定義為char或int類(lèi)型變量。用對(duì)鎖變量x的訪問(wèn)，可以控制臨界段的執(zhí)行。

21、信號(hào)燈（信號(hào)量）信號(hào)燈定義成具有整型值，并能對(duì)其施加以下3種操作的變量，除了這3種操作之外的任何操作都不能測(cè)試和處理信號(hào)燈的值。 初始化操作，信號(hào)燈能初始化為非負(fù)的值。 Wait操作，能減小信號(hào)燈的值，如結(jié)果值為負(fù)，執(zhí)行Wait操作的進(jìn)程就被封鎖。 Signal操作，能增加信號(hào)燈的值，如果結(jié)果值非正，那么原先因執(zhí)行Wait操作而阻塞的進(jìn)程被解除阻塞。生產(chǎn)者和消費(fèi)者問(wèn)題生產(chǎn)者和消費(fèi)者問(wèn)題是通過(guò)有限的緩沖區(qū)（倉(cāng)庫(kù)）將一群生產(chǎn)者P1，P2，Pk和一群消費(fèi)者C1，C2，Cm聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者的同步與互斥。進(jìn)程間的消息類(lèi)似于用戶之間通過(guò)電子郵件系統(tǒng)進(jìn)行通信。消息通信的基本思想是由系統(tǒng)

22、的消息通信機(jī)構(gòu)統(tǒng)一管理一組空閑的消息緩沖區(qū)，一個(gè)進(jìn)程要向另一個(gè)進(jìn)程發(fā)送消息，先要向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū)，填寫(xiě)了消息正文和其他有關(guān)消息的特征和控制信息后，通過(guò)消息通信機(jī)構(gòu)將該消息送到接收進(jìn)程的消息隊(duì)列中。接收進(jìn)程在一個(gè)適當(dāng)時(shí)機(jī)從消息隊(duì)列中移出一個(gè)消息，讀取所有的信息后，再釋放消息緩沖區(qū)。一個(gè)消息緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中除了要包含消息的正文外，一般還要包含其他有關(guān)的控制信息共享存儲(chǔ)區(qū)該機(jī)制可以把內(nèi)存中的一個(gè)區(qū)域連入多個(gè)進(jìn)程的虛擬地址空間。這樣，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程對(duì)該地址空間寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，另一個(gè)進(jìn)程就可以從自己所連入的虛擬地址空間直接讀出共享存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)，就如同進(jìn)程存取自己的私有數(shù)據(jù)一樣方便。管道管道是一種信息流緩

23、沖機(jī)構(gòu)，它用于連接發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程，以實(shí)現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù)通信。管道不同于一般的數(shù)據(jù)緩沖，它以先進(jìn)先出（FIFO）的方式組織數(shù)據(jù)的傳輸。發(fā)送進(jìn)程能把信息以流的形式源源不斷地寫(xiě)入管道中，接收進(jìn)程能以與發(fā)送進(jìn)程寫(xiě)入時(shí)的相同順序讀出管道中的信息。信號(hào)信號(hào)是一取值為119（MAX_SIGS）的某個(gè)整數(shù)，可以在進(jìn)程之間傳送，用于通知進(jìn)程發(fā)生了某種異常事件，需要執(zhí)行事先安排好的動(dòng)作。每個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行中的某幾個(gè)時(shí)機(jī)要主動(dòng)通過(guò)信號(hào)機(jī)制檢查是否有信號(hào)到達(dá)，如有，便中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)入對(duì)應(yīng)的事件處理程序。事件處理完畢，再返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行原先的程序。這樣的信號(hào)處理過(guò)程與硬件中斷處理很相似，故稱(chēng)之為“軟中斷”。死鎖

24、因一組進(jìn)程為了競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源或相互間的通信而發(fā)生永久性的阻塞。死鎖預(yù)防就是在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，使該系統(tǒng)能預(yù)先排除死鎖的可能性。死鎖的避免在執(zhí)行時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行審慎的判斷，以保證運(yùn)行不會(huì)到達(dá)死鎖這一點(diǎn)上。由于采用死鎖避免的方法要進(jìn)行動(dòng)態(tài)判斷：如果同意為進(jìn)程分配當(dāng)前的資源，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致死鎖？這樣，死鎖的避免就需要知道進(jìn)程以后階段的資源請(qǐng)求。死鎖的檢測(cè)操作系統(tǒng)定期地執(zhí)行檢查算法，以判斷是否存在形成死鎖的循環(huán)等待鏈。死鎖解除一旦檢測(cè)到死鎖，就需要采用某種方法解除死鎖。第5部分 設(shè)備管理名詞解釋中斷當(dāng)一個(gè)正在運(yùn)行的過(guò)程被另外一個(gè)過(guò)程打斷，停止運(yùn)行過(guò)程而轉(zhuǎn)向執(zhí)行另一過(guò)程的活動(dòng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，中斷有如下6種基本類(lèi)型。（

25、1）I/O中斷（2）時(shí)鐘中斷（3）系統(tǒng)請(qǐng)求中斷（4）報(bào)警中斷（5）程序錯(cuò)誤中斷（6）機(jī)器錯(cuò)誤中斷中斷處理程序也叫做中斷服務(wù)程序，由操作系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)處理程序，提供所需的服務(wù)。I/O通道有很強(qiáng)I/O處理功能的智能部件，它可以獨(dú)立地完成系統(tǒng)處理器交付的I/O操作任務(wù)，此時(shí)，I/O總線直接與通道相連而不與處理器相連。通道具有自己專(zhuān)門(mén)的指令集，即通道指令，用于與連接到總線上的I/O控制器通信，在設(shè)備與存儲(chǔ)器之間傳送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主處理器只需進(jìn)行I/O操作的委托，其后的所有I/O操作均由通道自己進(jìn)行。通道執(zhí)行來(lái)自主處理器的通道程序，完成后只需向系統(tǒng)處理器發(fā)出中斷，請(qǐng)求結(jié)束。可見(jiàn)，這種方式可以形成系統(tǒng)處理器與I

26、/O設(shè)備之間的并行操作。字節(jié)多路通道主要用于連接大量低、中速、以字節(jié)作為傳輸單位的I/O設(shè)備。數(shù)據(jù)選擇通道主要用以支持高速設(shè)備（如磁盤(pán)），每次只對(duì)一個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。成組多路通道成組多路通道以分時(shí)方式同時(shí)執(zhí)行幾道通道程序，每條通道指令可以傳送一組數(shù)據(jù)，所以成組多路通道既具有選擇通道傳輸速率較高的優(yōu)點(diǎn)，也具有字節(jié)多路通道分時(shí)操作可以同時(shí)管理多臺(tái)設(shè)備I/O操作的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備表設(shè)備表有多個(gè)表項(xiàng)，每個(gè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備，表項(xiàng)的內(nèi)容包括設(shè)備標(biāo)識(shí)符、設(shè)備地址、設(shè)備屬性、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序地址、設(shè)備等待隊(duì)列指針等。設(shè)備開(kāi)關(guān)表針對(duì)各類(lèi)設(shè)備不同的物理特性，系統(tǒng)為它們各自設(shè)置了一套子程序，它們包括打開(kāi)、關(guān)閉和啟

27、動(dòng)子程序。系統(tǒng)為每類(lèi)設(shè)備又設(shè)置了一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放這些程序的入口地址，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為設(shè)備開(kāi)關(guān)。尋道時(shí)間把磁頭移到相應(yīng)的道上或柱面上的時(shí)間。等待時(shí)間一旦磁到達(dá)指定磁道，必須等待所需要的扇區(qū)轉(zhuǎn)到讀寫(xiě)磁頭下，這個(gè)延遲時(shí)間叫做等待時(shí)間。傳送時(shí)間信息實(shí)際在盤(pán)和內(nèi)存之間進(jìn)行傳送的時(shí)間。第6部分 文件系統(tǒng)名詞解釋文件數(shù)據(jù)的集合。文件被用戶和應(yīng)用程序當(dāng)做單個(gè)實(shí)體對(duì)待，可以用名字來(lái)引用，并可以產(chǎn)生和刪除。存取控制通常施加到文件一級(jí)。目錄目錄含有文件的信息，包括文件的屬性、位置和文件主等，其中大部分信息特別是與存儲(chǔ)有關(guān)的信息是由操作系統(tǒng)管理的。目錄本身也是文件，各種文件管理例行程序要通過(guò)操作系統(tǒng)存取目錄文件。從用戶的觀點(diǎn)看，目錄提供了為用戶和應(yīng)用程序所知的文件名到文件實(shí)體本身的映射。因此，每一個(gè)文件目錄項(xiàng)包含文件名。文件的權(quán)限文件系統(tǒng)要提供能控制特定文件存取的操作。典型的是能授權(quán)用戶或用戶組有存取文件的讀、寫(xiě)和執(zhí)行權(quán)限。文件的系統(tǒng)調(diào)用文件系統(tǒng)向用戶提供的有關(guān)使用文件的系統(tǒng)功能，主要有：創(chuàng)建和取消文件、打開(kāi)和關(guān)閉文件、對(duì)文件進(jìn)行讀寫(xiě)操作和設(shè)置文件的讀寫(xiě)位置、 改變工作目錄、 改變文件的權(quán)限和和文件控制。文件的標(biāo)準(zhǔn)子例程文件的標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)主要通過(guò)用戶態(tài)空間的自動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)以及數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)化和格式化的I/O