【正文】 161。 進(jìn)程與線程162。問(wèn)題162。進(jìn)程是擁有資源的最小實(shí)體，在傳統(tǒng)os中，進(jìn)程同時(shí)也是系統(tǒng)調(diào)度的最小單位。 在經(jīng)典的多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境下，任務(wù)與進(jìn)程是等同的，都被認(rèn)為是系統(tǒng)的最小工作單位162。 英文Interface在操作系統(tǒng)中具有接口和界面兩種含義。 即實(shí)際物理內(nèi)存空間與虛擬的那部分邏輯內(nèi)存空間的總和，統(tǒng)稱為虛擬內(nèi)存空間。 作業(yè)的基本概念? 定義? 作業(yè)步——作業(yè)——作業(yè)流? 作業(yè)控制方式：批處理和交互式162。 作業(yè)運(yùn)行后，使用數(shù)據(jù)時(shí)，從輸入井中取出162。 單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)行盡可能多的作業(yè)162。 調(diào)度算法應(yīng)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)保持一致162。 先來(lái)先服務(wù)（FCFS）：按照作業(yè)提交的先后次序進(jìn)行調(diào)度，先進(jìn)入系統(tǒng)者先調(diào)度；即啟動(dòng)等待時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè)。170。161。170。161。170。 交互式作業(yè)管理? 常用操作使用接口162。 進(jìn)程通信162。 因此應(yīng)該采取措施來(lái)制約、控制各并發(fā)程序段的執(zhí)行速度 162。 ，制約、控制各并發(fā)程序段的執(zhí)行速度 162。 2. 進(jìn)程和程序的主要區(qū)別162。是多道程序系統(tǒng)出現(xiàn)后，為了刻畫(huà)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)情況，描述系統(tǒng)內(nèi)部各道程序的活動(dòng)規(guī)律引進(jìn)的一個(gè)概念,所有多道程序設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)都建立在進(jìn)程的基礎(chǔ)上。 2. 有沒(méi)有這樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，為什么？ （1） 等待161。也就是說(shuō)同一程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程。 162。 交換技術(shù)（swapping）：換出一部分162。 阻塞/掛起（靜止阻塞）進(jìn)程控制塊的組成162。 操作系統(tǒng)的核心，是基于硬件的第一層軟件擴(kuò)充，提供操作系統(tǒng)最基本的功能，是OS的基礎(chǔ)。 用戶通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用訪問(wèn)操作系統(tǒng)的功能，這些功能都通過(guò)操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。 進(jìn)程的概念和定義162。 ATM和柜臺(tái)存款（1000，2000元）162?；コ?61。162。后來(lái)的進(jìn)程通過(guò)查看臨界區(qū)的使用標(biāo)志，知道自己不能進(jìn)入臨界區(qū)，就進(jìn)入阻塞隊(duì)列，將自己阻塞。 當(dāng)某一進(jìn)程離開(kāi)臨界區(qū)時(shí)，若有等待訪問(wèn)臨界區(qū)的進(jìn)程，則允許其中的一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)訪問(wèn)。170。 實(shí)踐證明，該方法很那正確控制進(jìn)程間的同步與互斥，而且可能會(huì)大大地增加系統(tǒng)的額外開(kāi)銷(xiāo)。資源只能互斥地使用，而不能同步使用。 臨界資源與臨界區(qū)162。阻塞等待162。向前推進(jìn)161。 wait（s）162。 q的申請(qǐng)得不到滿足，將其阻賽 Insert(Q,q)。 則將進(jìn)程r從等待隊(duì)列中移出 Status(r):=ready。 執(zhí)行V操作表示釋放一個(gè)單位的資源。 多個(gè)讀者并發(fā)問(wèn)題162。161。 打印進(jìn)程取走數(shù)據(jù)后，計(jì)算進(jìn)程才能執(zhí)行單緩沖區(qū)162。 打印進(jìn)程：打印，喚醒計(jì)算進(jìn)程Begin semaphore Sc,Sp。 多緩沖區(qū)162。 初始值：empty：=n；full：=0162。 如果有空，申請(qǐng)互斥使用緩沖區(qū)P(mutex)162。 釋放緩沖區(qū)使用權(quán)，V(mutex)162。 add to buffer。 進(jìn)程通信162。 高級(jí)通信原語(yǔ)：較高的傳輸效率傳輸大批量的信息? 消息緩沖和信箱實(shí)例162。162。 處理機(jī)利用率162。161。 先來(lái)先服務(wù)（FCFS）? 按照作業(yè)來(lái)到的先后順序排隊(duì)，每次調(diào)度隊(duì)首的作業(yè)（進(jìn)程）。 短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先? 與FCFS算法相比，改善的系統(tǒng)性能，降低了平均等待時(shí)間，提高了系統(tǒng)的吞吐量。170。170。162。 具體實(shí)現(xiàn)方法，在每個(gè)時(shí)鐘中斷時(shí)，或者需要進(jìn)程切換時(shí)，重新計(jì)算隊(duì)列中各進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，并優(yōu)先調(diào)度優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程。終端完成輸入/輸出操作，主機(jī)負(fù)責(zé)處理從終端發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，為之建立進(jìn)程并協(xié)調(diào)各進(jìn)程的運(yùn)行、調(diào)度各個(gè)進(jìn)程等，并盡量滿足每個(gè)終端用戶對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求。簡(jiǎn)單輪轉(zhuǎn)法162。 交互161。170。 響應(yīng)時(shí)間162。 每個(gè)隊(duì)列有不同的優(yōu)先級(jí)162。 批處理系統(tǒng)往往以作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)衡量調(diào)度性能，常選用基于優(yōu)先級(jí)的短進(jìn)程（作業(yè)）優(yōu)先調(diào)度算法。 并發(fā)控制中出現(xiàn)的問(wèn)題162。177。 推進(jìn)順序不當(dāng)216。 主要原因，競(jìng)爭(zhēng)資源。 競(jìng)爭(zhēng)永久性資源可能引起死鎖162。 什么情況造成出現(xiàn)死鎖162。 循環(huán)等待：在系統(tǒng)中存在一個(gè)由若干進(jìn)程形成的循環(huán)請(qǐng)求鏈，其中的每一個(gè)進(jìn)程均占有一些資源，同時(shí)又申請(qǐng)環(huán)形請(qǐng)求鏈中下一個(gè)進(jìn)程所占有的資源。 預(yù)防死鎖162。162。162。 并非所有不安全狀態(tài)都會(huì)出現(xiàn)死鎖。162。為單位p 銀行對(duì)顧客提出的每次交易，將根據(jù)當(dāng)時(shí)的資金數(shù)量，依照一定的原則，或立即成交或推遲成交，但必須保證客戶等待的時(shí)間是有限的，每個(gè)顧客的借款總額不得超過(guò)其最大申請(qǐng)量p 當(dāng)且僅當(dāng)每個(gè)顧客的借款總額達(dá)到最大申請(qǐng)量后，才能且必須在有限時(shí)間內(nèi)歸還其全部借款銀行家算法：分配資源的原則162。若采用銀行家算法為他們分配資源，那么第幾次申請(qǐng)分配會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)？162。 進(jìn)程作為資源的擁有者和系統(tǒng)的調(diào)度對(duì)象，需要花費(fèi)系統(tǒng)較大的額外開(kāi)銷(xiāo)。 線程是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體，是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)可獨(dú)立執(zhí)行的子任務(wù)。 有生命周期，有不同的狀態(tài) 162。 線程能夠獨(dú)立執(zhí)行，能充分利用和發(fā)揮處理器和外圍設(shè)備并行工作能力重點(diǎn)總結(jié)操作系統(tǒng)原理Principles of Operating System第四章 存儲(chǔ)管理162。170。161。161。170。 首先，根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)存分配算法，在空閑的內(nèi)存分區(qū)中尋找一塊滿足進(jìn)程需要的內(nèi)存空間，將其分配給進(jìn)程。? 是否可以回收，有沒(méi)有共享，合并 存儲(chǔ)分配161。170。 重定位技術(shù)－地址變換p 將地址空間中使用的邏輯地址變換成主存中的物理地址的過(guò)程。 無(wú)需硬件支持216。 1. 目標(biāo)程序裝入內(nèi)存時(shí)無(wú)需任何修改，不影響正確運(yùn)行162。161。 優(yōu)點(diǎn)：? 管理簡(jiǎn)單? 使用安全? 不需要任何附加的硬件設(shè)備162。170。P97162。170。物理地址162。 根據(jù)作業(yè)的大小動(dòng)態(tài)地劃分分區(qū)，使分區(qū)的大小正好等于作業(yè)大小。 再在已分配區(qū)表中找一個(gè)空表目，填入新分配作業(yè)的信息。P98優(yōu)點(diǎn)：比較直觀、簡(jiǎn)單。P98162。177。按照地址順序從小到大對(duì)空閑區(qū)進(jìn)行排列162。、效率低162。 效率161。176。162。 硬件支持162。 移動(dòng)所有已分配區(qū)的內(nèi)容，使原來(lái)不連續(xù)的若干小的空閑區(qū)合并成一個(gè)較大的空閑區(qū)。176。170。系統(tǒng)為每一分區(qū)設(shè)置一對(duì)基址、限長(zhǎng)寄存器。162。 覆蓋和交換技術(shù)覆蓋161。 例：通常一個(gè)作業(yè)由若干個(gè)功能上相互獨(dú)立的程序段組成，作業(yè)在一次運(yùn)行時(shí)，只用到其中的幾段，這樣，可以讓那些不會(huì)同時(shí)執(zhí)行的程序段共用同一個(gè)主存區(qū)。P107162。170。170。零頭162。170。170。 1. 頁(yè)號(hào)和塊號(hào)都是從零開(kāi)始編號(hào)162。170。114162。162。 分段式存儲(chǔ)管理162。 考慮：將作業(yè)的一部分信息先裝入內(nèi)存162。 從外存中調(diào)入，替換內(nèi)存中的一頁(yè)，如何替換？162。161。161。 增加管理的復(fù)雜性162。170。170。P120162。161。 (2) 可能產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。 實(shí)存管理技術(shù)? 單一連續(xù)分區(qū)分配161。170。 分頁(yè)存儲(chǔ)管理? 原理? 地址映射162。 5. 計(jì)算出塊號(hào)的起始地址162。170。 特點(diǎn)：按作業(yè)的自然段將其邏輯空間分成若干段，作業(yè)以段為單位分配內(nèi)存。 2. 各個(gè)段之間可以占用不連續(xù)的存儲(chǔ)空間162。P126162。162。 段內(nèi)位移 段號(hào)161。162。 虛存162。頁(yè)（段）表項(xiàng)中注明該頁(yè)或段是否在主存。 P132162。 緩沖技術(shù)162。 I/O設(shè)備概念162。170。 網(wǎng)絡(luò)接口、調(diào)制解調(diào)器等等 I/O操作的類(lèi)型161。P136162。 設(shè)備的符號(hào)名：形象記憶名字 通道技術(shù)161。170。P137162。 DMA：direct memory access162。 沒(méi)有采用DMA之前（DMA）方式161。161。通道接到指令后，向主存索取相應(yīng)的通道程序來(lái)完成對(duì)I/O設(shè)備的控制和管理。161。先為一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令，自動(dòng)轉(zhuǎn)接，再為另一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令。 它連接著快速的I/O設(shè)備，如磁帶機(jī)和磁盤(pán)機(jī)等設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 CPU與通道之間的并行操作162。170。 解決的方法：? 減少占用通道的時(shí)間，為此必須加快數(shù)據(jù)的傳輸率；? 增加通路，提高通道的靈活性。瓶頸161。177。170。 快速I(mǎi)/O設(shè)備162。即每次子通道控制外圍設(shè)備交換完一個(gè)字節(jié)后，便立即騰出字節(jié)多路通道，以便讓另一個(gè)子通道使用，子通道之間的工作是分時(shí)并行地進(jìn)行。2. 數(shù)據(jù)選擇通道：以成組方式工作，即每次傳送一批數(shù)據(jù)，故傳送速度很高。161。162。P139l 數(shù)據(jù)傳輸基本單位是數(shù)據(jù)塊l 整塊數(shù)據(jù)的傳輸是在控制器的控制下完成的。170。170。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)I/O設(shè)備的四種控制方式? 程序循環(huán)測(cè)試I/O方式? 程序中斷I/O方式? 直接存儲(chǔ)器存取方式? 通道I/O方式： I/O脫離了CPU的控制161。P137162。176。P136? 讀寫(xiě)操作類(lèi)? 控制操作類(lèi)? 狀態(tài)測(cè)試類(lèi) 設(shè)備的絕對(duì)號(hào)、類(lèi)型號(hào)和符號(hào)名161。 按I/O設(shè)備所屬關(guān)系分類(lèi)? 系統(tǒng)設(shè)備：打印機(jī)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器? 用戶設(shè)備：掃描儀、繪圖儀162。170。170。 如何完成CPU和I/O設(shè)備的并行工作？162。 內(nèi)存的劃分與分配? 直接分配、靜態(tài)分配、動(dòng)態(tài)分配162。162。 (2) 表格占用了存儲(chǔ)空間，同時(shí)也存在著發(fā)生系統(tǒng)抖動(dòng)的可能性。頁(yè)內(nèi)位移。162。抖動(dòng)161。 段式地址段式管理的優(yōu)缺點(diǎn)161。170。 分段是用戶使用上的需要，指一個(gè)用戶作業(yè)的信息可分成若干段，一個(gè)段可定義為一組邏輯信息，如子程序、數(shù)組或數(shù)據(jù)區(qū)等。170。 1. 頁(yè)號(hào)和塊號(hào)都是從零開(kāi)始編號(hào)162。161。單道單處理機(jī)? 分區(qū)式分配162。前情回顧162。 (1) 硬件支持。 請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理提供了內(nèi)存和外存統(tǒng)一管理的虛存管理方式，使用戶可以利用的存儲(chǔ)空間大大增加。 最近最久未用頁(yè)面淘汰算法? 原理：選擇長(zhǎng)時(shí)間未被訪問(wèn)的頁(yè)面進(jìn)行淘汰? 引用位? 最不經(jīng)常使用頁(yè)面淘汰算法：計(jì)數(shù)器? 最近沒(méi)有使用頁(yè)面淘汰算法：標(biāo)記，定期清零缺頁(yè)中斷次數(shù)、缺頁(yè)率LRU性能分析 請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理161。 軟件算法? 缺頁(yè)中斷? 頁(yè)面置換算法162。177。161。161。170。170。170。170。 （3）出現(xiàn)了塊內(nèi)零頭，也叫做頁(yè)面間隙。 分頁(yè)存儲(chǔ)管理161。 5. 計(jì)算出塊號(hào)的起始地址162。 頁(yè)式管理把頁(yè)式地址空間與塊式地址空間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系162。 實(shí)現(xiàn)原理162。170。 連續(xù)存儲(chǔ)161。 交換技術(shù)162。另一部分是不經(jīng)常用的部分，放在磁盤(pán)上，當(dāng)調(diào)用時(shí)才被裝入主存復(fù)蓋區(qū)中運(yùn)行。覆蓋161。P107162。 P106162。170。 目的：解決碎片問(wèn)題和信息的共享問(wèn)題。176。176。161。 回收分區(qū)R鄰接空閑區(qū)162。170。提高查找效率162。176。 161。 改進(jìn)161。 首次適應(yīng)算法（最先適應(yīng)算法）162?？勺兪椒謪^(qū)161?？勺兪椒謪^(qū)161。 首先根據(jù)進(jìn)程大小從空閑區(qū)表中找一個(gè)足以容納該作業(yè)的空閑區(qū)。170。存在內(nèi)零頭。 管理方式162。 分區(qū)分配? 固定式分區(qū)? 可變式分區(qū)? 可重定位分區(qū)分配? 多重分區(qū)分配固定式分區(qū)161。161。 早期的單道批處理系統(tǒng)162。161。 是在程序執(zhí)行過(guò)程中，訪問(wèn)存儲(chǔ)器之前實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換。170。170。P92162。 內(nèi)存的回收? 標(biāo)記161。161。 分配基本內(nèi)存空間162。 用戶區(qū)? 用戶程序和數(shù)據(jù)162。 內(nèi)存的劃分與分配162。 輔助存儲(chǔ)器：輔存或外存162。177。 每個(gè)線程都有唯一的標(biāo)識(shí)和線程描述表162。 資源申請(qǐng)和調(diào)度分開(kāi)162。 引入線程？162。 當(dāng)系統(tǒng)現(xiàn)有的資源能滿足進(jìn)程尚需資源數(shù)時(shí)，必須測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源數(shù)，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲分配例題：銀行家算法。規(guī)定：p 每個(gè)顧客必須預(yù)先 申請(qǐng)對(duì)資金的最大需求量，但不得超過(guò)銀行共享資金的總和；p 每個(gè)顧客的借款方式是以161。避免系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)。 如果系統(tǒng)中不存在這樣的安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，可能出現(xiàn)死鎖。 安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)162。162。162。如果新資源申請(qǐng)失敗，進(jìn)程將占有資源且阻塞等待。 進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)消耗性資源也可能產(chǎn)生死鎖。 消耗型資源162。 若系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖，必須有相應(yīng)的措施進(jìn)行解除。 改進(jìn)（推進(jìn)順序）死鎖定義216。 一旦出現(xiàn)進(jìn)程死鎖，相應(yīng)的進(jìn)程將無(wú)法向前推進(jìn)。一個(gè)資金單位161。 最高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先? 剩余時(shí)間最短者優(yōu)先? 響應(yīng)比高者優(yōu)先162。 時(shí)間片162。161。對(duì)于時(shí)間要求緊迫的進(jìn)程不能及時(shí)處理162。 搶占式（剝奪式）162。162。 進(jìn)程同步162。170。 靜態(tài)優(yōu)先級(jí)162。 進(jìn)程的類(lèi)型（性質(zhì)）? 系統(tǒng)進(jìn)程、用戶進(jìn)程? I/O繁忙〉CPU繁忙：充分利用資源? 交互性〉批量性：響應(yīng)時(shí)間162。具有相同優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程按FCFS順序調(diào)度。如果長(zhǎng)作業(yè)排在隊(duì)首，那么后邊的短作業(yè)就會(huì)等待很長(zhǎng)時(shí)間，增加了平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。170。 在執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用，當(dāng)系統(tǒng)程序返回用戶進(jìn)程時(shí)，可認(rèn)為系統(tǒng)進(jìn)程執(zhí)行完畢，從而可以調(diào)度選擇一個(gè)新的用戶進(jìn)程執(zhí)行216。170。170。170。 end利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步162。full:=0。 消費(fèi)者進(jìn)程：162。170。 互斥：緩沖區(qū)生產(chǎn)者和消費(fèi)者問(wèn)題162。 Add to buffer。 計(jì)算進(jìn)程：結(jié)果輸入緩沖區(qū)162。 信號(hào)量的特征162。 多個(gè)讀者共享的計(jì)數(shù)器rc162。162。 開(kāi)中斷End。 P原語(yǔ)P（S）申請(qǐng)一個(gè)單位的資源，執(zhí)行一次P操作，信號(hào)量的值就減1。 私用信號(hào)量：聯(lián)系著一組共行進(jìn)程，初始值為0或者某個(gè)整數(shù)，僅允許擁有它的進(jìn)程對(duì)他進(jìn)行P和V操作，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥162。170。 紅燈161。前情回顧162。 減少了系統(tǒng)額外開(kāi)銷(xiāo)162。 信號(hào)量方法162。 進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程不能在臨界區(qū)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間阻塞等待某事件，必須在一定期限內(nèi)退出臨界區(qū)。 當(dāng)無(wú)進(jìn)程訪問(wèn)臨界區(qū)時(shí)，允許一個(gè)進(jìn)程立即訪問(wèn)其臨界區(qū)。進(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)162。162。 在多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的OS中對(duì)諸多進(jìn)程的并發(fā)控制是非常重要和必須的。 多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)駐留內(nèi)存并發(fā)執(zhí)行。 進(jìn)程創(chuàng)建與撤銷(xiāo)162。170。170。 掛起：換出內(nèi)存162。173。 為什么引入進(jìn)程？162。等待前情回顧162。 更難控制：競(jìng)爭(zhēng)和共享資源、協(xié)調(diào)162。進(jìn)程是進(jìn)程實(shí)體的運(yùn)行過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位161。161。思考？162。進(jìn)程（Process）161。 2.操作系統(tǒng)原理Principles of Operating System第三章 進(jìn)程和處理機(jī)管理本章內(nèi)容要點(diǎn)162。170。161。 交互式作業(yè)管理? 常用操作使用接口162。161。 控制作業(yè)執(zhí)行162