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

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、開放性操作系統(tǒng)的作用:1、 OS 作為用戶與計算機(jī)硬件之間的接口2、 OS 作為計算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者 3、 OS 實現(xiàn)了對計算機(jī)資源的抽象第二節(jié)操作系統(tǒng)的發(fā)展過程:無操作系統(tǒng):1、人工操作方式:用戶獨占全機(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:平均周轉(zhuǎn)時間長;無交

2、互能力多道批處理系統(tǒng)需要解決的問題:1、處理機(jī)管理問題 2、內(nèi)存管理問題 3、 I/O設(shè)備管理問題 4、文件管理問題 5、作業(yè)管理問題分時系統(tǒng):人機(jī)交互;共享主機(jī);便于用戶上機(jī) 特點:多路性;獨立性;及 時性;交互性實時系統(tǒng):周期性 /非周期性實時任務(wù);硬 /軟實時任務(wù)特點:多路性;獨立性;及時性;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 并行性是指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生, 并發(fā)性是指兩個或多個事件在同一 時間間隔內(nèi)發(fā)生。進(jìn)程是指在系統(tǒng)中能獨立運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,是一個能獨立運行活動的實體

3、一個進(jìn)程在執(zhí)行時需要一定的資源,如 CPU 、存儲空間、 I/O設(shè)備等一個進(jìn)程中包含若干個線程互斥共享和同時訪問虛擬:時分復(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)建和撤銷進(jìn)程(線程 2、對諸進(jìn)程的運行進(jìn)行協(xié)調(diào) 3、實現(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、文件存儲空間的管理 2、目錄管理 3、文件的讀寫管理和保護(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、:前趨圖是一個有向無循環(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)程實體由程序段、相關(guān)的數(shù)據(jù)段、 PCB 構(gòu)成進(jìn)程實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:動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、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:活動就緒靜止就緒活動阻塞靜止阻塞靜止就緒活動就緒靜止阻塞活動阻塞掛起原語:Suspend 激活原語:Active當(dāng)系統(tǒng)創(chuàng)建一個新進(jìn)程時, 就為他創(chuàng)建一個進(jìn)程控制塊 (PCB , 進(jìn)程結(jié)束時又收回PCB。 進(jìn)程控制快中包含:進(jìn)程標(biāo)識符(內(nèi)部標(biāo)識符、外部標(biāo)識符處理機(jī)狀態(tài)(通用

5、寄存器、指令計數(shù)器、程序狀態(tài)字PSW、用戶棧指針進(jìn)程調(diào)度信息(進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級、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、用戶登錄 2、作業(yè)調(diào)度 3、提供服務(wù) 4、應(yīng)用請求 進(jìn)程的創(chuàng)建:申請空白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、請求系統(tǒng)服務(wù) 2、啟動某種操作3、新數(shù)據(jù)尚未到達(dá) 4、無新工作可做第三節(jié)進(jìn)程同步的主要任務(wù)是對多個相關(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、允許一個進(jìn)程訪問的資源稱為臨界資源,諸進(jìn)程采取互斥方式對臨界資源實現(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)程是具有獨立功能程序在某個數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過程。(2線程是進(jìn)程內(nèi)的一個執(zhí)行實體或執(zhí)行單元。 (3進(jìn)程和線程的區(qū)別:(a 不同進(jìn)程的 地址空間是獨立的, 而同一進(jìn)程內(nèi)的線程共享同一地址空間。 一個進(jìn)程的線程在另一個進(jìn)程 內(nèi)是不可見的。 (b 在引入線程的操作系統(tǒng)中,進(jìn)程是資源分配和調(diào)度的單位,線程是處理 機(jī)調(diào)度和分配的單位, 資源是分配給進(jìn)程的, 線程只擁有很少資源, 因而切換代價比進(jìn)程切 換低。(1在多道程序系統(tǒng)中,當(dāng)一組進(jìn)程中的每個進(jìn)程均無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)不會釋放的資源,此時的系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài),簡稱死鎖。(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)程插入就緒隊列; 中級調(diào)度負(fù)責(zé)將內(nèi)