操作系統(tǒng)進(jìn)程管理與處理機(jī)調(diào)度知識(shí)要點(diǎn)概要

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上操作系統(tǒng)概論第一節(jié)操作系統(tǒng)的目標(biāo):1、有效性(1提高系統(tǒng)資源利用率; (2提高系統(tǒng)的吞吐量 2、方便性 3、課擴(kuò)充性 4、開(kāi)放性操作系統(tǒng)的作用:1、 OS 作為用戶(hù)與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口2、 OS 作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者 3、 OS 實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象第二節(jié)操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程:無(wú)操作系統(tǒng):1、人工操作方式:用戶(hù)獨(dú)占全機(jī), CPU 等 待人工操作 2、脫機(jī)輸入、輸出方式有操作系統(tǒng):1、單道批處理系統(tǒng):(1自動(dòng)性 (2順序性 (3單道性 2、多道批處理系統(tǒng):(1提高 CPU 利用率 (2可提高內(nèi)存和 I/O設(shè)備利 用率(3增加系統(tǒng)吞吐量缺點(diǎn):平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng);無(wú)交

2、互能力多道批處理系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題:1、處理機(jī)管理問(wèn)題 2、內(nèi)存管理問(wèn)題 3、 I/O設(shè)備管理問(wèn)題 4、文件管理問(wèn)題 5、作業(yè)管理問(wèn)題分時(shí)系統(tǒng):人機(jī)交互;共享主機(jī);便于用戶(hù)上機(jī) 特點(diǎn):多路性;獨(dú)立性;及 時(shí)性;交互性實(shí)時(shí)系統(tǒng):周期性 /非周期性實(shí)時(shí)任務(wù);硬 /軟實(shí)時(shí)任務(wù)特點(diǎn):多路性;獨(dú)立性;及時(shí)性;交互性;可靠性第三節(jié)操作系統(tǒng)的基本特性:并發(fā)、共享、虛擬、異步,并發(fā)是操作系統(tǒng)最重要的特征 并行性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生, 并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一 時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。進(jìn)程是指在系統(tǒng)中能獨(dú)立運(yùn)行并作為資源分配的基本單位, 由一組機(jī)器指令、 數(shù) 據(jù)和堆棧等組成,是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行活動(dòng)的實(shí)體

3、一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行時(shí)需要一定的資源,如 CPU 、存儲(chǔ)空間、 I/O設(shè)備等一個(gè)進(jìn)程中包含若干個(gè)線(xiàn)程互斥共享和同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)虛擬:時(shí)分復(fù)用技術(shù);空分復(fù)用技術(shù)第四節(jié) 操作系統(tǒng)的主要功能一、處理機(jī)管理功能1、創(chuàng)建和撤銷(xiāo)進(jìn)程(線(xiàn)程 2、對(duì)諸進(jìn)程的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào) 3、實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的 信息交換 4、按一定的算法把處理機(jī)分配給進(jìn)程(調(diào)度二、 、存儲(chǔ)器管理功能1、內(nèi)存分配 2、內(nèi)存保護(hù) 3、地址映射 4、內(nèi)存擴(kuò)充三、設(shè)備管理功能1、緩沖管理 2、設(shè)備分配 3、設(shè)備處理四、文件管理功能1、文件存儲(chǔ)空間的管理 2、目錄管理 3、文件的讀寫(xiě)管理和保護(hù)進(jìn)程管理第一節(jié)程序順序執(zhí)行的特征:1、順序性 2、封閉性 3、不可再現(xiàn)性前趨圖

4、:前趨圖是一個(gè)有向無(wú)循環(huán)圖程序并發(fā)執(zhí)行的特征:1、間斷性 2、失去封閉性 3、不可再現(xiàn)性進(jìn)程實(shí)體由程序段、相關(guān)的數(shù)據(jù)段、 PCB 構(gòu)成進(jìn)程實(shí)體具有一定的生命期, 二程序則只是一組有序指令的集合, 并存放于某種介質(zhì)上, 其 本身是靜態(tài)的進(jìn)程的特征:動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性進(jìn)程的三種基本狀態(tài):就緒、執(zhí)行、阻塞進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換:活動(dòng)就緒靜止就緒活動(dòng)阻塞靜止阻塞靜止就緒活動(dòng)就緒靜止阻塞活動(dòng)阻塞掛起原語(yǔ):Suspend 激活原語(yǔ):Active當(dāng)系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程時(shí), 就為他創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程控制塊 (PCB , 進(jìn)程結(jié)束時(shí)又收回PCB。 進(jìn)程控制快中包含:進(jìn)程標(biāo)識(shí)符(內(nèi)部標(biāo)識(shí)符、外部標(biāo)識(shí)符處理機(jī)狀態(tài)(通用

5、寄存器、指令計(jì)數(shù)器、程序狀態(tài)字PSW、用戶(hù)棧指針進(jìn)程調(diào)度信息(進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、進(jìn)程調(diào)度所需要的其他信息、事件進(jìn)程控制信息第二節(jié)引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件:1、用戶(hù)登錄 2、作業(yè)調(diào)度 3、提供服務(wù) 4、應(yīng)用請(qǐng)求 進(jìn)程的創(chuàng)建:申請(qǐng)空白PCB、 為新進(jìn)程分配資源、初始化進(jìn)程控制塊、將新進(jìn)程插入就緒 隊(duì)列引起進(jìn)程終止的事件:1、正常結(jié)束 2、異常結(jié)束 3、外界干預(yù)引起阻塞和喚醒的事件:1、請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù) 2、啟動(dòng)某種操作3、新數(shù)據(jù)尚未到達(dá) 4、無(wú)新工作可做第三節(jié)進(jìn)程同步的主要任務(wù)是對(duì)多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào), 以使并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程之間能 有效的共享資源和相互合作,從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。一次只

6、允許一個(gè)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)的資源稱(chēng)為臨界資源,諸進(jìn)程采取互斥方式對(duì)臨界資源實(shí)現(xiàn)共享。 同步機(jī)制應(yīng)遵循的規(guī)則:1、空閑讓進(jìn) 2、忙則等待 3、有限等待 4、讓權(quán)等待1、進(jìn)程是具有獨(dú)立功能程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過(guò)程。(2線(xiàn)程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行實(shí)體或執(zhí)行單元。 (3進(jìn)程和線(xiàn)程的區(qū)別:(a 不同進(jìn)程的 地址空間是獨(dú)立的, 而同一進(jìn)程內(nèi)的線(xiàn)程共享同一地址空間。 一個(gè)進(jìn)程的線(xiàn)程在另一個(gè)進(jìn)程 內(nèi)是不可見(jiàn)的。 (b 在引入線(xiàn)程的操作系統(tǒng)中,進(jìn)程是資源分配和調(diào)度的單位,線(xiàn)程是處理 機(jī)調(diào)度和分配的單位, 資源是分配給進(jìn)程的, 線(xiàn)程只擁有很少資源, 因而切換代價(jià)比進(jìn)程切 換低。(1在多道程序系統(tǒng)中,當(dāng)一組進(jìn)程中的每個(gè)進(jìn)程均無(wú)限期地等待被改組進(jìn)程中的另一進(jìn) 程所占有且永遠(yuǎn)不會(huì)釋放的資源,此時(shí)的系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài),簡(jiǎn)稱(chēng)死鎖。(2死鎖產(chǎn)生的原因:(a 系統(tǒng)提供的資源有限; (b 進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)。3產(chǎn)生死鎖的必要條件:互斥條件、不可剝奪條件、請(qǐng)求和保持條件、循環(huán)等待條件。(1 作業(yè)調(diào)度用于決定把外存中處于后備隊(duì)列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存,并為它們創(chuàng)建進(jìn)程, 分配資源, 然后將新創(chuàng)建進(jìn)程插入就緒隊(duì)列; 中級(jí)調(diào)度負(fù)責(zé)將內(nèi)