操作系统总结.docx

操作系统的功能
处理机管理存储管理设备管理文件管理(无大题) 用户接口(无大题)
功能一、处理机管理
完成处理机资源的分配调度等功能,单位可为进程。
进程控制:创建、撤销、改变进程的状态
进程调度:作业和进程的运行切换,以充分利用处理机资源和提高系统性能;(未必是进程控制操作所引起,例如时间片轮转、I/O操作)
进程同步:协调并发进程之间的推进步骤,以协调资源共享;(交换信息能力弱)
进程通信:进程之间传送数据,以协调进程间的协作;(交换信息能力强,也可以用来协调进程之间的推进)
并发与并行概念
并发:两个或多个事件在同一时间间隔内发生;
并行:两个或多个事件在同一时刻内发生
处理机管理
单道与多道—资源利用率
进程与程序的区别
进程-动态,程序-静态:作为程序的执行,进程通常不可在计算机之间迁移;作为有序代码集合,程序对应的文件是静态的和可复制的。
进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程控制块(即进程状态信息)。
进程能真实描述并发执行,程序不能:进程是独立调度并能和其他进程并行执行的单位
进程可以创建其它进程,而程序不能;
进程是暂时的,程序是永久的:进程是一个状态变化的过程,程序可长久保存。
进程与程序的对应关系:通过多次执行,一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程可包括多个程序。
进程的组成,基本状态,三状态模型,五状态模型
进程的组成(代码+PCB+数据)
状态
运行状态(Running):占用处理机资源;
暂停状态(Not-Running):等待进程调度分配处理机资源;
转换
进程创建(Enter):系统创建进程,形成PCB,分配所需资源,排入暂停进程表(可为一个队列);
调度运行(Dispatch):从暂停进程表中选择一个进程(要求已完成I/O操作),进入运行状态;
暂停运行(Pause):用完时间片或启动I/O操作后,放弃处理机,进入暂停进程表;
进程结束(Exit):进程运行中止;
三状态模型
运行和暂停对应的两状态模型无法区分暂停进程表中的就绪和阻塞,运行、就绪和阻塞三状态模型就是对暂停状态的细化。
就绪态(Ready):
一个进程已经具备运行条件,但由于无CPU暂时不能运行的状态(当调度给其CPU时,立即可以运行)
运行态(Running)--执行:
当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源时,它便处于就绪状态,一旦获得CPU,便立即执行。
阻塞态(Blocked):
指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态。
五状态模型-挂起状态的加入
单纯的阻塞状态和就绪状态在实际系统当中并不是很符合需求。原因如下:
(1) 终端用户的请求:比如,用户希望进程等待一定时间在执行。
(2) 父进程请求:比如,程序的设计要求父进程能决定子进程的执行状态。
(3) 负荷调节的需要:比如,进程需要长时间等待,那操作系统就不希望在进程调度时被干扰。
(4) 操作系统的需要:比如,某些设备在相当长的时间内不能被用户进程使用。
进程控制块和进程控制块的组织方式
进程控制块(PCB)
一个专门的数据结构
目的:系统管理和设置进程。
内容:描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息。
特征:进程与PCB是一一对应的
特征:OS中存在PCB表,其能存放PCB总数受到限制。
特征:P处于OS核心中,程序不能直接操作,一般需要利用系统调用来操作。
目前常用的组织方式有以下两种:
按链接方式组织PCB (队列)
不同状态进程分别组成队列:运行队列、就绪队列、等待队列
具有相同状态的PCB用其中的链接字,链接成一个队列。
按索引方式组织PCB (表)
对具有相同状态的进程,分别设置各自的PCB索引表,表明PCB在PCB表中的地址
其他方式:线性表或链表
原语
在操作系统中,某些调用操作具有不可中断的需要,否则就会引发操作错误,并造成系统混乱。
原语:是由若干条机器指令构成的用于完成特定功能的一段程序。
不可分割或不可中断(断电等高级中断例外)是原语的根本属性,即原子操作。
实现某个特定功能是原语的需求,例如建立和撤消原语、改变进程状态原语、实现进程同步和通信的原语等。
线程的概念以及和进程的区别
线程的基本概念:线程是进程的一个实体,是CPU调度的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,只留有几个寄存器,但它可以与同属同一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。线程又被称为轻权进程(Light weight process:LWP)。
进程和线程的比较
1、进程是资源分配的基本单位。线程与资源分配无关,它只属于某一个进程,并与进程内其他线程一起共享进程的资源。