进程调度方式通常有抢占和非抢占两种方式精编WORD版.docx
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进程调度方式通常有抢占和非抢占两种方式精编WORD版
IBMsystemofficeroom【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
进程调度方式通常有抢占和非抢占两种方式精编WORD版
操作系统：
是管理和控制计算机中各种软硬件资源、合理地组织计算机工作流程的系统软件。
是计算机和用户之间的接口。
特征：
并发、共享、虚拟、异步
操作系统最根本的目的：
提高系统资源利用率
主要功能：
存储管理、处理机管理、设备管理、信息管理（文件系统管理）、用户接口
存储器管理的主要功能：
内存分配、地址映射、存储保护、内存扩充
用户接口分为命令接口、程序接口
作业控制方式分为脱机控制和联机控制
操作系统的类型和技术
作业：
是要求计算机系统按指定步骤对应用程序进行处理并得到计算结果的加工工作。
在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作。
（用户的观点）
作业步：
对应用程序进行处理的步骤。
作业由不同的顺序相连的作业步组成
作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作
作业由程序、数据和作业说明书三部分组成。
（系统的观点）
联机：
通过交互会话来输入输出作业。
由主机直接控制I/O；作业处理与I/O不能并行（CPU利用率低）。
脱机（又称为预输入方式）：
通过后援存储器（磁带/磁盘）在外围处理机与主机之间交换作业。
提高了主机的利用率，但需人工干预，如移动存储介质和连接后援存储器等。
直接耦合：
通过大容量的公用存储器在外围处理机与主机之间交换作业；既提高了主机的利用率，又无需人工干预。
成本较高，一般只适用于大型机/巨型机系统
SPOOLING（SimultaneouslyPeripheralOperationOnLine，外围设备同时联机操作）：
多台外围设备通过通道/DMA器件和主机与外存连接起来。
作业的I/O过程由主机中的操作系统控制。
网络联机：
用户把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到网中另一台主机上进行操作或执行。
进程：
进程是指一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程和分配资源的基本单位。
进程和程序的区别：
（1）进程是动态的，程序是静态的
（2）进程具有并发特征，而程序没有（3）程序和进程没有一一对应关系（4）各个进程在执行过程中会产生相互制约关系
进程的组成：
程序、数据集合、进程控制块PCB
程序的顺序执行具有：
顺序性、封闭性、可再现性
原语：
是在系统态下执行的完成系统特定功能的程序段。
原语分为机器指令级（不允许中断）的和功能级的（不允许并发执行）
特点：
原语是一个不可分割的基本单位，原语操作具有原子性，既在执行过程中不允许被中断，且不能并发执行。
原语是一种特殊的系统调用，其作用是为了实现进程的控制和通信。
把不允许多个并发进程交叉执行的一段程序成为临界部分或临界区
临界区也可以被称为访问公用数据的那段程序
直接制约合作同步
间接制约资源共享互斥
进程通信分为低级通信（控制信息传送）和高级通信（大批量数据传送）
可分为四种形式：
主从式、会话式、消息或邮箱机制、共享存储区方式、共享文件方式（管道机制）
死锁：
各个并发进程彼此等待对方所拥有的资源且在得到对方的资源前不会释放自身所拥有的资源，造成无法继续向前突进的状态
死锁的四个必要条件：
互斥条件、部分分配条件、不可剥夺条件、环路条件
死锁的排除方法：
死锁预防、死锁避免、检测与恢复
解除死锁的方法：
撤销进程、剥夺资源
作业分四个状态：
提交、收容、执行、完成
处理机调度的分级：
作业调度（宏观、高级调度）、交换调度（中级调度）、进程调度（微观、低级调度）、线程调度
直接、间接制约
信号量被广泛地用于三种目的：
互斥、同步、描述前趋关系
进程调度方式通常有抢占和非抢占两种方式
每个索引文件都必须有一张索引结点表，其中的地址登记项用来指出文件在外存上的位置信息。
程序并发执行时的特征是间断性、失去了封闭性、不可再现性和独立性
刚被淘汰出去的页，不久又要访问，而调入不久又被淘汰，然后又要访问，又调入，如此反复，使得系统把大部分时间开销在了页面的调入和调出上的现象——抖动、颠簸
在虚存中，页面在内存与外存之间频繁调度，以至于调度页面所需时间比进程实际运行的时间还多，此时系统效率急剧下降，甚至导致系统崩溃，这种现象称为颠簸或抖动。
用分段方法来管理和分配虚拟存储器，而用分页方法来管理和分配内存（主存储器）
一方面，可以保持分段地址空间所带来的优点，如允许段的动态扩展，可实现段的动态链接，段的共享，实施段保护措施等等。
另一方面利用页式管理解决主存分区的拼接，辅存的管理以及对分段大小限制等问题。
碎片（内/外零头）：
内存中无法利用的小空闲区
文件的逻辑结构可分为两大类：
字符流式的无结构文件和记录式的有结构文件
常用的文件物理结构：
连续文件、串联文件、索引文件
文件存储设备分为：
顺序存取设备（磁带）、直接存取设备（磁盘）
磁盘上每个物理块的位置可表示为：
磁头号（盘面号）、磁道号（柱面号）、扇区号
文件包含两部分：
文件体、文件说明（FCB）
文件共享方法：
绕道法、链接法、基本文件目录表BFD
数据传送的四种方式：
程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式、通道方式
按操作特性分类：
存储设备、输入输出设备
按隶属关系分类：
系统设备、用户设备
按信息组织方式分类：
字块设备、字符设备
程序直接控制方式：
由用户进程来直接控制内存/CPU和外围设备之间的信息传送。
这种方式的控制者是用户进程。
优点：
控制简单，不需要多少硬件支持
缺点：
（1）CPU的利用率大大降低：
CPU和外围设备只能串行工作
（2）不能实现设备之间的并行工作：
CPU在一段时间内只能和一台外围设备交换数据信息
（3）无法发现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误：
依靠测试设备标志触发器的状态位来控制数据传送
只适用于那些CPU执行速度较慢，而且外围设备较少的系统。
中断：
指计算机在执行期间，系统内发生非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序。
待处理完毕后又返回原来中断处继续执行或调度新的程序执行的过程。
根据中断源产生的条件，中断可分为：
内中断（陷阱）、外中断、
外中断：
指来自处理机和内存外部的中断，包括I/O中断、外部信号中断、时钟中断、调试中断等。
外中断在狭义上一般被称为中断。
内中断：
指在处理机和内存内部产生的中断，一般称为陷阱（trap）或异常。
包括程序运算引起的各种错误，如地址非法、校验错、页面失效、存取访问控制错、算术操作溢出、数据格式非法、除数为零、非法指令、用户程序执行特权指令、分时系统中的时间片中断以及从用户态到核心态的切换等。
中断源：
引起中断发生的事件被称为中断源。
中断请求：
中断源向CPU发出的请求中断处理信号。
中断响应：
CPU收到中断请求后转相应的事件处理程序。
禁止中断（关中断）：
CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位已被清除，不允许CPU响应中断。
开中断：
PSW的中断允许位的设置。
中断屏蔽：
在中断请求产生之后，系统用软件方式有选择地封锁部分中断而允许其余部分的中断仍能得到响应。
（中断屏蔽是通过每一类中断源设置一个中断屏蔽触发器来屏蔽它们的中断请求而实现的。
）
第四章课后习题
36、下列选项中，不属于多道程序设计的基本特征是（）
A、制约性B、间断性C、顺序性D、共享性
【答案】C【解析】引入多道程序设计后，程序的执行就失去了封闭性和顺序性。
程序执行因为共享资源以及相互协同的原因产生了竞争，相互制约。
考虑到竞争的公平性，程序的执行是断断续续的。
顺序性是单道程序设计的基本特征。
38、在分时系统中，为使多个进程能够及时与系统交互，最关键的问题是能在短时间内，使所有就绪进程都能运行。
当就绪进程数为100时，为保证响应时间不超过2s，此时时间片最大应为（）
A、10msB、20msC、50msD、100ms
【答案】b【解析】响应时间不超过2s，即在2s内必须响应所有进程。
所以时间片最大为2s/100=20ms
疑难问题：
1、库函数与系统调用的区别和联系
2、并行性与并发性的区别和联系
3、特权指令与非特权指令
4、访管指令与访管中断
1-11.下列选项中，导制创建新进程的操作是（）。
（2010考研全国统考）
I用户登陆成功II设备分配III启动程序执行
A、仅I和IIB、仅II和III
C、仅I和IIID、I、II、III
【答案】C【解析】引起进程创建的事件有：
（1）用户登录：
在分时系统中，用户在终端建入登录命令后，如果是合法用户，系统将为该终端建立一个进程，并把它插入到就绪队列中。
（2）作业调度：
在批处理系统中，当作业调度程序按一定的算法调度到某作业时，便将该作业装入内存，为它分配必要的资源，并立即为它创建进程，再插入就绪队列中。
（3）提供服务：
当运行中用户程序提出某种请求后，系统将专门创建一个进程来提供用户所需要的服务。
（4）应用请求：
基于应用进程的需求，由它自己创建一个新进程，以便使新进程以并发运行方式完成特定的任务。
@设备分配是在创建进程过程中实现的。
思考题：
1、若系统中没有运行的进程，是否一定没有就绪的进程？
2、若系统中既没有运行进程，也没有就绪进程，系统中是否就没有进程？
3、
在采用优先级进程调度时，运行进程是否一定是系统中优先级最高的进程？
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