【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 )。 它又可分為 : ① 開(kāi)始截止時(shí)間 ——任務(wù)在某時(shí)間以前必須開(kāi)始執(zhí)行 ② 完成截止時(shí)間 —— 任務(wù)在某時(shí)間以前必須完成 第一章 操作系統(tǒng)引論 2) (1) 硬實(shí)時(shí)任務(wù) (hard realtime task)。 系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對(duì)截止時(shí)間的要求 ， 否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的結(jié)果 。 (2) 軟實(shí)時(shí)任務(wù) (Soft realtime task)。 它也聯(lián)系著一個(gè)截止時(shí)間 ， 但并不嚴(yán)格 ， 若偶爾錯(cuò)過(guò)了任務(wù)的截止時(shí)間 ， 對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響也不會(huì)太大 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3. 實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)特征的比較 (1)多路性。 (2) 獨(dú)立性。 (3) 及時(shí)性。 (4) 交互性。 (5) 可靠性。 第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的基本特性 操作系統(tǒng)的特性 ： 并發(fā) concurrency（ parallel) 共享 不確定性 第一章 操作系統(tǒng)引論 并發(fā) (Concurrence) 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 是指能處理多個(gè)同時(shí)性活動(dòng)的能力 。如 CPU與 I/O設(shè)備同時(shí)工作 、 顯示器與打印機(jī)同時(shí)工作 、 鼠標(biāo)與揚(yáng)聲器同時(shí)工作 可以并發(fā)執(zhí)行的程序便可被分配到多個(gè)處理機(jī)上 ， 實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 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。在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指在一段時(shí)間內(nèi)，宏觀上有多個(gè)程序在同時(shí)運(yùn)行。但在單處理機(jī)系統(tǒng)中，每一時(shí)刻卻僅能有一道程序執(zhí)行，故微觀上這些程序只能是分時(shí)地交替執(zhí)行。 倘若在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有多個(gè)處理機(jī)，則這些可以并發(fā)執(zhí)行的程序便可被分配到多個(gè)處理機(jī)上，實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行，即利用每個(gè)處理機(jī)來(lái)處理一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的程序，這樣，多個(gè)程序便可同時(shí)執(zhí)行。 第一章 操作系統(tǒng)引論 共享 (Sharing) 在操作系統(tǒng)環(huán)境下 ， 所謂共享是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程 (線程 )共同使用 。 由于資源屬性的不同 ， 進(jìn)程對(duì)資源共享的方式也不同 ， 目前主要有以下兩種資源共享方式 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 1. 互斥共享方式 系統(tǒng)中的某些資源 ， 如打印機(jī) 、 磁帶機(jī)的資源共享方式稱為 互斥式共享 即 資源分配后到釋放前 ，不能被其他進(jìn)程所用 。 而在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源稱為臨界資源 或獨(dú)占資源 。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的大多數(shù)物理設(shè)備 ， 以及某些軟件中所用的棧 、 變量和表格 ， 都屬于臨界資源 ， 它們要求被互斥地共享 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2. 同時(shí)訪問(wèn)方式 系統(tǒng)中還有另一類資源 ， 允許在一段時(shí)間內(nèi)由多個(gè)進(jìn)程 “ 同時(shí) ” 對(duì)它們進(jìn)行訪問(wèn) 。 這里所謂的“ 同時(shí) ” 往往是宏觀上的 ， 而在微觀上 ， 這些進(jìn)程可能是交替地對(duì)該資源進(jìn)行訪問(wèn) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征 ， 它們又是互為存在的條件 。 一方面 ， 資源共享是以程序 (進(jìn)程 )的并發(fā)執(zhí)行為條件的 ， 若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行 ，自然不存在資源共享問(wèn)題； 另一方面 ， 若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效管理 ， 也必然影響到程序并發(fā)執(zhí)行的程度 ，甚至根本無(wú)法并發(fā)執(zhí)行 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 虛擬 (Virtual) 操作系統(tǒng)中的所謂 “ 虛擬 ” ， 是指通過(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物 。 物理實(shí)體 (前者 )是實(shí)的 ， 即實(shí)際存在的；而后者是虛的 ， 是用戶感覺(jué)上的東西 。 用于實(shí)現(xiàn)虛擬的技術(shù) ， 稱為虛擬技術(shù) 。 在 OS中利用了多種虛擬技術(shù) ， 分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬處理機(jī) 、 虛擬內(nèi)存 、 虛擬外部設(shè)備和虛擬信道等 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 虛擬 (virtual) ? 一個(gè)物理實(shí)體映射為若干個(gè)對(duì)應(yīng)的邏輯實(shí)體－－分時(shí)或分空間。 ? 虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可提高資源利用率。 ? CPU－－每個(gè)用戶（進(jìn)程）的 虛處理機(jī) ? 存儲(chǔ)器－－每個(gè)進(jìn)程都占有的地址空間（指令＋數(shù)據(jù)＋堆棧） ? 顯示設(shè)備－－多窗口或虛擬終端 第一章 操作系統(tǒng)引論 異步性 (Asynchronism) 指進(jìn)程的執(zhí)行順序和執(zhí)行時(shí)間的不確定性 在多道程序環(huán)境下 ， 允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行 ， 但只有進(jìn)程在獲得所需的資源后方能執(zhí)行 。在單處理機(jī)環(huán)境下 ， 由于系統(tǒng)中只有一個(gè)處理機(jī) ， 因而每次只允許一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行 ， 其余進(jìn)程只能等待 。 因此進(jìn)程的執(zhí)行通常都不是 “ 一氣呵成 ” ， 而是以 “ 停停走走 ” 的方式運(yùn)行 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 或者說(shuō) ， 進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn) ， 此即進(jìn)程的異步性 。 盡管如此 ， 但只要運(yùn)行環(huán)境相同 ， 作業(yè)經(jīng)多次運(yùn)行 ， 都會(huì)獲得完全相同的結(jié)果 。因此 ， 異步運(yùn)行方式是允許的 ， 是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要特征 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 不確定性： ? 從用戶運(yùn)行程序的要求的角度看 ， 操作系統(tǒng)必須是確定的 ， 即用戶給定一個(gè)程序和相應(yīng)的初始數(shù)據(jù) ， 無(wú)論在什么時(shí)候 ， 在什么計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行 ， 產(chǎn)生的結(jié)果都應(yīng)是相同的 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 從另一個(gè)角度看操作系統(tǒng)又存在不確定性：這是由共享和并發(fā)引起的 。 在操作系統(tǒng)中可運(yùn)行多道用戶程序 ， 而每個(gè)用戶程序的運(yùn)行時(shí)間 、 要使用哪些系統(tǒng)資源 、 使用多長(zhǎng)時(shí)間 、使用的資源是共享還是獨(dú)占的 ， 操作系統(tǒng)在程序運(yùn)行前是不知道的 。 這就要求操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要很好地解決并發(fā)和共享的問(wèn)題 ， 否則 ， 將會(huì)產(chǎn)生不可重現(xiàn)的錯(cuò)誤 ， 這種不可重現(xiàn)的錯(cuò)誤稱為不確定性 。 ? 例如兩個(gè)用戶共享一臺(tái)打印機(jī) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的主要功能 處理機(jī)管理功能 實(shí) 質(zhì)是對(duì)進(jìn)程的管理 1. 進(jìn)程控制的主要功能是為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程 、 撤消已結(jié)束的進(jìn)程 ， 以及控制進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 。 在現(xiàn)代 OS中 ， 進(jìn)程控制還應(yīng)具有為一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建若干個(gè)線程的功能和撤消 (終止 )已完成任務(wù)的線程的功能 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2. 進(jìn)程同步 為使多個(gè)進(jìn)程能有條不紊地運(yùn)行 ， 系統(tǒng)中必須設(shè)置進(jìn)程同步機(jī)制 。 進(jìn)程同步的主要任務(wù)是為多個(gè)進(jìn)程 (含線程 )的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào) 。 兩種協(xié)調(diào)方式： ① 進(jìn)程互斥方式 ， 這是指諸進(jìn)程 (線程 )在對(duì)臨界資源進(jìn)行訪問(wèn)時(shí) ， 應(yīng)采用互斥方式； ② 進(jìn)程同步方式 ， 指在相互合作去完成共同任務(wù)的諸進(jìn)程 (線程 )間 ， 由同步機(jī)構(gòu)對(duì)它們的執(zhí)行次序加以協(xié)調(diào) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3. 進(jìn)程通信 當(dāng)相互合作的進(jìn)程 (線程 )處于同一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí) ，通常在它們之前是采用直接通信方式 ， 即由源進(jìn)程利用發(fā)送命令直接將消息 (mess