【正文】 ?If （放入的是桔子） V(So)； ?ELSE V（ Sa) ?兒子進(jìn)程 ?P(So)； ?從盤中取桔子 ? V(S)； ?吃桔子 ?女兒進(jìn)程 ?P(Sa)； ?從盤中取蘋果 ? V(S)； ?吃蘋果 例 2：進(jìn)程的同步 ? 設(shè)公共汽車上，司機(jī)和售票員的活動分別是： 司機(jī)的活動： 啟動車輛； 正常行車； 到站停車； 售票員的活動： 關(guān)車門； 售票； 開車門； 在汽車不斷地到站、停車、行駛過程中，這兩個(gè)活動有什么同步關(guān)系？用信號量機(jī)制和 P、 V操作實(shí)現(xiàn)它們的同步。事實(shí)上，這是一個(gè)生產(chǎn)者 消費(fèi)者問題。作業(yè)調(diào)度程序的主要功能是審查系統(tǒng)是否能滿足用戶作業(yè)的資源要求以及按照一定的算法來選取作業(yè)。一般來說，評價(jià) CPU調(diào)度算法的常用準(zhǔn)則有： – （ 1） CPU利用率 – （ 2）吞吐量 單位時(shí)間內(nèi) CPU完成作業(yè)的數(shù)量。 – 判對錯(cuò)：終端進(jìn)程分析用戶鍵入的命令是否正確。CPU(20ms)。 ? (3)結(jié)合 ， 理解存儲器管理的功能：內(nèi)存分配 、 地址映射 、內(nèi)存保護(hù) 、 內(nèi)存擴(kuò)充 。 存儲器的層次 ? 三級存儲器結(jié)構(gòu) : 程序和數(shù)據(jù)必須先移到內(nèi)存 ,才能被 CPU存取 高速緩存器 CPU 內(nèi)存 外存 程序和數(shù)據(jù)可以被 CPU直接存取 存儲器存取時(shí)間減少 存儲器存取速度增加 每位存儲器成本增加 存儲器容量減少 用戶程序的主要處理階段 ? 用戶的源程序（用高級語言或匯編語言編寫的程序）進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，到該程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，主要經(jīng)歷 5個(gè)處理階段。 – 運(yùn)行階段：運(yùn)行可執(zhí)行的程序 。用 BR寄存器的內(nèi)容加上操作對象的邏輯地址就得到實(shí)際的內(nèi)存地址。 ? 虛擬存儲器所具有的基本特征是： – （ 1）虛擬擴(kuò)充：不是物理上、而是邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量； – （ 2）部分裝入：每個(gè)作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分； – （ 3）離散分配：不必占用連續(xù)的內(nèi)存空間，而是“見縫插針“ – （ 4）多次對換：所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實(shí)地址，如果該頁未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁中斷，以裝入所虛的頁。 由于第 0段的內(nèi)存起始地址為 210，段長為 500，故邏輯地址 [0， 430]是合法地址，對應(yīng)的物理地址為 210+430=640 同理第 1段、第 3段邏輯地址合法，對應(yīng)的物理地址分別為 2360， 1750 對于第 4段，段內(nèi)位移量大于段長，地址非法； 對于第 5段，由于段號超過段表長度，故地址非法 虛存管理 置換算法 ? 虛存中的置換算法主要指內(nèi)存中頁面、段的選擇、換出算法。存儲訪問序列，又叫頁面走向。 ? (5)了解文件存儲空間的管理 。 ? 從實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)出發(fā)，文件在存儲器上的實(shí)際存放方式稱為文件的 物理組織 （或文件的物理結(jié)構(gòu)）。其長度按字節(jié)計(jì)算。查找記錄時(shí)，先查找索引，再根據(jù)地址指針得到記錄的邏輯位置。索引文件具備連續(xù)文件和串連文件的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是增加的索引表帶來了額外的空間開銷。 ? 一般目錄結(jié)構(gòu)形式有： ? 單級目錄結(jié)構(gòu) ? 二級目錄結(jié)構(gòu) ? 樹型目錄結(jié)構(gòu) ? 非循環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu) 單級目錄結(jié)構(gòu) 二級目錄結(jié)構(gòu) 樹形目錄結(jié)構(gòu) 非循環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu) 文件存儲空間的管理 ? ⒈文件的存儲空間管理也就是操作系統(tǒng)的輔存可用空間的管理。 成組鏈接法 ? 空閑塊成組鏈接，建立空閑塊專用棧，空閑塊分配時(shí)按組進(jìn)行，一組的空閑塊分配完了，再使用下一組；回收時(shí)次序相反，入棧一組空閑塊后，夠成一組。文件后備的方法有：全量轉(zhuǎn)儲和增量轉(zhuǎn)儲。 ? (2)理解使用緩沖技術(shù)的目的和緩沖區(qū)的設(shè)置方式 。 – ③效率高：往往采用緩沖和通道技術(shù)來提高 CPU和外設(shè)的并行性。輸入井模擬脫機(jī)輸入時(shí)的磁盤，用于收容 I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。 緩沖技術(shù) ? 引入緩沖技術(shù)的目的 – ①緩沖 CPU和外設(shè)間速度不匹配的矛盾 – ②提高 CPU和外設(shè)之間的并行性 – ③減少對 CPU的中斷次數(shù) ? 緩沖區(qū)的設(shè)置：凡是數(shù)據(jù)到達(dá)速度與離去速度不同的地方都可設(shè)置緩沖區(qū)。 第八章死鎖 ? ． 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： ? (1) 什么是死鎖； ? (2) 產(chǎn)生死鎖的必要條件； ? (3) 死鎖預(yù)防的基本思想和可行的解決辦法； ? (4) 什么是進(jìn)程的安全序列 ， 死鎖與安全序列的關(guān)系； ? (5) 死鎖的避免與銀行家算法 。 ? （ 8） 了解死鎖的檢測及恢復(fù)的思想 。 ? （ 4） 掌握死鎖的預(yù)防策略中資源有序分配策略 。 ? (2)理解中斷響應(yīng)概念和完成的工作 。輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸出設(shè)備。 ? 設(shè)備分配技術(shù) – ①獨(dú)占分配：把獨(dú)占設(shè)備固定地分配給一個(gè)進(jìn)程，直至該進(jìn)程完成 I/O操作并釋放它為止。 ? (6)了解處理 I/O請求的步驟 。常用操作命令有： cat、 more、 head、 tail、 cp、 mv、 rm 等； ? UNIX的文件目錄采用帶鏈接的樹型結(jié)構(gòu)。常見的保護(hù)機(jī)制有： ? *命名：文件名保密 ? *口令：文件帶口令，口令通過才能進(jìn)一步操作 ? *存取控制：劃分用戶的身份，規(guī)定不同身份用戶的存取控制權(quán)限（讀、寫、執(zhí)行）。 空閑塊鏈接法 ? 使用鏈表把空閑塊組織在一起，當(dāng)申請者需要空閑塊時(shí)，分配程序從鏈?zhǔn)组_始摘取所需的空閑塊。它包括相應(yīng)文件的基本屬性，大致有： ? 基本信息：如文件名、文件類型等； ? 位置信息：如存儲位置、文件大小等； ? 保護(hù)信息：如口令、所有者、訪問權(quán)限等； ? 使用信息：如使用次數(shù)、使用時(shí)間等。 圖 1 串連文件：這是按單個(gè)物理塊逐個(gè)進(jìn)行。這樣的記錄文件稱為順序文件。一般文件的邏輯結(jié)構(gòu)可以分為兩種，即有結(jié)構(gòu)的記錄式文件和無結(jié)構(gòu)的流式文件。 ? ⒉文件具有自已的屬性：文件類型、文件長度、文件的物理位置、文件的存取控制、文件的建立時(shí)間 ? ⒊文件的分類 – ㈠按用途分為：系統(tǒng)文件、庫文件、用戶文件 – ㈡按存取權(quán)限分：只讀文件、讀寫文件、可執(zhí)行文件 – ㈢按數(shù)據(jù)形式分：源文件、目標(biāo)文件、可執(zhí)行文件 – ㈣按保存時(shí)間分：臨時(shí)文件、永久文件 ? ⒋文件系統(tǒng)：就是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)控制和管理文件的一整套設(shè)施，它負(fù)責(zé)文件的共享和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)文件“按名存取” 文件系統(tǒng)的功能 ? ⒈文件管理：能夠按照用戶要求創(chuàng)建一個(gè)新文件、刪除一個(gè)舊文件，對指定的文件進(jìn)行各種操作。 ? 1． 教學(xué)要求： ? (1)牢固掌握文件 、 文件系統(tǒng) 、 目錄概念 。 – （ 3） 最近最少使用置換法 （ LRU）：選擇最近最久沒有使用過的頁面換出。段式系統(tǒng)的邏輯地址由段號和段內(nèi)位移量兩項(xiàng)組成。根據(jù)邏輯空間的頁號，查找頁表對應(yīng)項(xiàng)找到對應(yīng)的塊號，塊號乘以塊長，加上位移量就形成存儲空間的物理地址。對換是指系統(tǒng)把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程換出到外存上，騰出空間，把具備運(yùn)行條件的進(jìn)程從外存換入內(nèi)存。物理地址又稱絕對地址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實(shí)際存儲地址。編譯過程即把高級語言翻譯成計(jì)算機(jī)理解的低級語言。 ? (7)掌握分頁存儲管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想 ， 如何實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換 。I1(10ms) ? 假定 CPU、 I I2都能并行工作， JOB1優(yōu)先級最高， JOB2次之，JOB3最低，優(yōu)先級高的作業(yè)可以搶占優(yōu)先級低的作業(yè) 的 CPU但不搶占 I1和 I2。CPU(10ms)。 at：指定命令執(zhí)行的時(shí)間。 作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的功能 ? 作業(yè)調(diào)度主要功能 – 是審查系統(tǒng)是否能滿足用戶作業(yè)的資源要求以及按照一定的算法來選取作業(yè)。 – ⒍了解一般 SHELL命令的執(zhí)行過程 處理機(jī)調(diào)度級別 ? 處理機(jī)調(diào)度是操作系統(tǒng)的主要功能之一，它的實(shí)現(xiàn)策略決定了操作系統(tǒng)的類型，其調(diào)度算法的優(yōu)劣直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。緩沖區(qū)的大小等于一個(gè)記錄大小。規(guī)定當(dāng)盤空時(shí)一次只能放一只水果供吃者取用，請用 P、 V原語實(shí)現(xiàn)爸爸、兒子、女兒三個(gè)并發(fā)進(jìn)程的同步 – 分析：在本題中爸爸、兒子、女兒共用一個(gè)盤子，且盤子中一次只能放一個(gè)水果。 進(jìn)程間的通信 ? 低級通信 – 進(jìn)程通信是指進(jìn)程間的信息交換。 ? v(empty)。 用 P、 V操作實(shí)現(xiàn)互斥 ? 用信息量和 P、 V操作實(shí)現(xiàn)互斥的一般模型 … 進(jìn)程 1 P(mutex) 臨界區(qū) V(mutex) … 進(jìn)程 2 … P(mutex) 臨界區(qū) V(mutex) … 進(jìn)程 n … P(mutex) 臨界區(qū) V(mutex) … 用 P、 V操作實(shí)現(xiàn)同步 ? 要設(shè)置兩個(gè)信號量 – Empty:表示緩沖區(qū)是否為空；初值為 1； – Full：表示緩沖區(qū)是否為滿，初值為 0 供者 緩沖區(qū) 用者 簡單供者和用者的關(guān)系 用 P、 V操作實(shí)現(xiàn)同步的注意事項(xiàng) ? 分析進(jìn)程間的制約關(guān)系，確定信號量種類。通常用“ 0”代表資源可用，用“ 1”代表資源已被占用。是同步的一種特殊情況。 – sleep——使進(jìn)程暫停執(zhí)行一段時(shí)間（參數(shù)單位為秒）。 進(jìn)程管理及有關(guān)命令 ? 進(jìn)程阻塞 – 功能：將進(jìn)程由執(zhí)行態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)。 ? 控制信息 – 進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級、程序開始地址、各種計(jì)時(shí)信息、通信信息 ? 資源管理信息 ? CPU現(xiàn)場信息 進(jìn)程管理及有關(guān)命令 ? 原語操作 – 是機(jī)器指令的延伸 ,往往是為完成某些特定的功能而編制的一段系統(tǒng)程序。 PCB 程序部分 數(shù)據(jù)集合 進(jìn)程的組成模型 進(jìn)程控制塊的組成 ? PCB描述進(jìn)程的執(zhí)行情況。 – 各個(gè)進(jìn)程在并發(fā)執(zhí)行過程中會產(chǎn)生相互制約的關(guān)系 進(jìn)程的特征 ? 動態(tài)性：它是程序的執(zhí)行過程，有生有亡 ? 并發(fā)性：引入進(jìn)程的目的正是為了使程序能與其它程序并發(fā)執(zhí)行。 ? 參數(shù)是命令的自變量，表示命令將要處理的對象，可有可無。 ? 及時(shí)性：用戶能在很短的時(shí)間內(nèi)得到系統(tǒng)的響應(yīng)。 CPU的利用率不高，不能很好地利用系統(tǒng)資源。 ? 教學(xué)建議 – 學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)瀏覽三級電大在線及省電大、我校主頁，獲取動態(tài)教學(xué)信息。操作系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源實(shí)施管理，是所有其他軟件與計(jì)算機(jī)硬件的唯一接口，所有用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)都要得到操作系統(tǒng)提供的服務(wù)。 ? 虛擬性：是指一個(gè)物理上的實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的實(shí)物。 特點(diǎn) ? 同時(shí)性：若干個(gè)用戶同時(shí)上機(jī)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 – 特征： ? 分布式處理 ? 模塊化結(jié)構(gòu) ? 利用信息通信 ? 實(shí)施整體控制 – 特點(diǎn) ? 透明性 ? 靈活性 ? 可靠性 ? 高性能 ? 可擴(kuò)充性 UNIX命令的一般格式 ? 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的三種界面：命令界面、圖形界面、系統(tǒng)調(diào)用界面。 – 進(jìn)程可定義為一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能在其上進(jìn)行操作的一個(gè)程序。 – 就緒態(tài)：已具備運(yùn)行條件，但 CPU為其它進(jìn)程占用時(shí)所處的狀態(tài)。 ? 描述信息 – 進(jìn)程名或進(jìn)程標(biāo)志符：每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)唯一的進(jìn)程名或進(jìn)程標(biāo)志符，在識別一個(gè)進(jìn)程 時(shí)，進(jìn)程名或進(jìn)程標(biāo)志符代表一個(gè)進(jìn)程。 – 步驟：①從系統(tǒng)的 PCB中找到