西安交通大學(xué)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)試題(編輯修改稿)
2025-05-28 04:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 phore）與PV操作信號(hào)量：A Semaphore is a special integer variable, it can be accessed only through two standard atomic operations。P操作( wait)：request a resourceWait(S) {while S = 0 。 // noop S。}V操作( signal)：release a resourcesignal (S) { S++。}//，有一個(gè)P操作就一定有一個(gè)V操作//當(dāng)為互斥操作時(shí)，它們處于同一進(jìn)程//當(dāng)為同步操作時(shí)，則不在同一進(jìn)程中出現(xiàn)//對(duì)于前后相連的兩個(gè)P(S1)和P(S2) ，順序是至關(guān)重要的:同步P操作應(yīng)該放在互斥P操作前,而兩個(gè)V操作順序則無(wú)關(guān)緊要信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥為臨界資源設(shè)置一個(gè)互斥信號(hào)量mutex，其初值為1；在每個(gè)進(jìn)程中將臨界區(qū)代碼置于P(mutex)和V(mutex)原語(yǔ)之間信號(hào)量實(shí)現(xiàn)同步，有一個(gè)P操作就一定有一個(gè)V操作三個(gè)經(jīng)典問(wèn)題（1）生產(chǎn)者消費(fèi)者（2）讀者寫者（3）哲學(xué)家吃米飯While (true) { wait ( chopstick[i] )。 wait ( chopStick[ (i + 1) % 5] )。 // eat signal ( chopstick[i] )。 signal (chopstick[ (i + 1) % 5] )。 // think}管程（Monitor）的定義：一個(gè)管程定義了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程調(diào)用的在該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的一組操作過(guò)程，這組互斥操作的過(guò)程，能同步進(jìn)程和改變管程中的數(shù)據(jù)。 管程實(shí)現(xiàn)互斥：外部等待隊(duì)列。一個(gè)管程的程序在運(yùn)行一個(gè)線程前會(huì)先獲取互斥鎖，直到完成線程或是線程等待某個(gè)條件被滿足才會(huì)放棄互斥鎖。管程實(shí)現(xiàn)同步：內(nèi)部設(shè)置條件變量。一個(gè)條件變量就是一個(gè)線程隊(duì)列(queue), 其中的線程正等待某個(gè)條件變?yōu)檎?。CHAPTER 7 DEADLOCK死鎖(deadlock)的概念計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中多道程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程由于競(jìng)爭(zhēng)資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象（僵局），如無(wú)外力作用，這些進(jìn)程將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)。死鎖產(chǎn)生原因眾多進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)有限資源；進(jìn)程推進(jìn)順序不合適。死鎖產(chǎn)生的必要條件互斥使用（Mutual exclusion）不可剝奪（No preemption）請(qǐng)求保持（Hold and wait） 環(huán)路等待（Circular wait）解決死鎖的方案（1）設(shè)計(jì)無(wú)死鎖的系統(tǒng)：預(yù)防、避免（2）允許出現(xiàn)死鎖然后排除：檢測(cè)并解除（3）置之不理資源分配圖（resourceallocation graph）中的概念辨析沒(méi)有環(huán)路，則沒(méi)有死鎖有環(huán)路，可能有死鎖也可能沒(méi)有若每種資源只有一個(gè)實(shí)例，有環(huán)路就有死鎖死鎖的預(yù)防破壞四個(gè)必要條件之一，通常是破壞第三、四個(gè)條件。（1）資源的靜態(tài)分配方法：進(jìn)程運(yùn)行前一次性申請(qǐng)全部資源,破壞請(qǐng)求和保持條件.（2）資源的順序分配法：系統(tǒng)的全部資源進(jìn)行編號(hào)，只允許按編號(hào)順序遞增地申請(qǐng)，破除環(huán)路待。（3）一個(gè)已占有資源的進(jìn)程,若要申請(qǐng)新的資源，必須先放棄已占有的資源，破壞請(qǐng)求保持條件。死鎖的避免每當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)資源時(shí)，都根據(jù)一定的算法判斷是否安全安全狀態(tài)：當(dāng)多個(gè)進(jìn)程動(dòng)態(tài)申請(qǐng)資源時(shí)，系統(tǒng)按某一順序逐次地為每個(gè)進(jìn)程分配所需資源，使每個(gè)進(jìn)程都可以在最終得到最大需求量后依次順利完成。不安全狀態(tài)：可能死鎖避免死鎖的關(guān)鍵：讓系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)分配資源的過(guò)程中，不要進(jìn)入不安全狀態(tài)銀行家算法死鎖的解除：刪除法：刪除死鎖進(jìn)程，將其資源分給其他進(jìn)程剝奪法：剝奪某些進(jìn)程的資源CHAPTER 8 MAIN MEMORY一些概念l 邏輯地址：an address generated by cpul 物理地址：an address seen by the memory unitl 內(nèi)存管理單元(MMUmemory management unit): 包括一個(gè)基地址寄存器(relocation register)和一個(gè)加法器，在程序運(yùn)行時(shí)map虛擬地址到物理地址。l Compiler bind symbolic address to reloacatable addressl Loader/linkage editor bind relocatable address to absolute address重定位動(dòng)態(tài)重定位：在程序執(zhí)行期間每次訪問(wèn)內(nèi)存之前進(jìn)行重定位。這種變換是靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。通常采用重定位寄存器，其中放有當(dāng)前正在執(zhí)行的程序在內(nèi)存空間中的起始地址，而地址空間中的代碼在裝入過(guò)程中不發(fā)生變化。靜態(tài)重定位：在目標(biāo)程序裝入內(nèi)存時(shí)，由裝入程序?qū)δ繕?biāo)程序中的指令和數(shù)據(jù)的邏輯地址改成物理地址。對(duì)每個(gè)程序來(lái)說(shuō)，這種地址變換只是在裝入時(shí)一次完成，在程序運(yùn)行期間不再進(jìn)行重定位。內(nèi)存為程序分配空間的四種方式（1） 連續(xù)分配方式（contiguous memory allocation）單一連續(xù)分配固定分區(qū)分配：分區(qū)容量和數(shù)目固定不變，大小可不等，每個(gè)分區(qū)容納一道作業(yè)可變分區(qū)分配：動(dòng)態(tài)分區(qū)，作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)才建立分區(qū)（根據(jù)作業(yè)的大?。?/四種動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法：l 首次適應(yīng)(first fit):allocate the first holel 最佳適應(yīng)(best fit):allocate the smallest holel 最差適應(yīng)(worst fit): allocate the largest holel Next fit: 從剛剛分配出的內(nèi)存開始查找合適的hole分配可重定位分區(qū)分配：重定位寄存器(relocation register)、緊湊技術(shù)（把進(jìn)程統(tǒng)一移向一邊）（2） 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式(paging) 分頁(yè)引入：動(dòng)態(tài)分區(qū)方式產(chǎn)生“外碎片”，采用緊湊技術(shù)要付出很大開銷，于是引入了頁(yè)式存儲(chǔ)管理。分頁(yè)定義A memorymanagement scheme that permits the physical address space of fitting memory to be noncontiguous.分頁(yè)原理：l 將物理內(nèi)存分割為等份，叫做物理塊(frame)，大小一般為2的次方l 將邏輯地址分割為等份，叫做頁(yè)(page)，大小與frame相等l 建立page與frame的關(guān)系映射，叫做頁(yè)表(page table)，頁(yè)表在內(nèi)存里。l 地址轉(zhuǎn)換是在進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中進(jìn)行的。分頁(yè)的地址變換過(guò)程當(dāng)一個(gè)進(jìn)程轉(zhuǎn)入執(zhí)行狀態(tài)時(shí)，其頁(yè)表的始址和長(zhǎng)度從其PCB中裝入頁(yè)表寄存器。當(dāng)進(jìn)程要訪問(wèn)某個(gè)邏輯地址中的指令或數(shù)據(jù)時(shí)，地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)地將邏輯地址分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分，并將頁(yè)號(hào)與頁(yè)表寄存器中的頁(yè)表長(zhǎng)度比較，若頁(yè)號(hào)不小于頁(yè)表長(zhǎng)度，便產(chǎn)生越界中斷，否則以頁(yè)號(hào)為索引，去檢索頁(yè)表，從中得到該頁(yè)的物理塊號(hào)，送入物理地址寄存器與頁(yè)內(nèi)地址拼接，形成物理地址?？毂?TLBtranslation lookasi
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