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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章1.操作系统的概念：通常把操作系统定义为用以掌握和治理运算机系统资源便利用户使用的程序和数据结构的集合；2.操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人运算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统；批处理操作系统 特点：用户脱机使用运算机 成批处理 多道程序运行 优点：由于系统资源为多个作业所共享,其工作方式是作业之间自动调度执行；并在运行过程中用户不干预自己的作业,从而大大提高了系统资 源的利用率和作业吞吐量；缺点：无交互性,用户一旦提交作业就失去了对其运行的掌握才能；而且是批处理的,作业周转时间长,用户使用不便
2、利；批处理系统中作业处理及状态 分时操作系统 Time Sharing OS 分时操作系统是一个联机的多用户交互式的操作系统,如 UNIX 是多用户分时操作系统；分时运算机系统：由于中断技术的使用,使得一台运算机能连接多个用户终端,用户可通过各自的终端使用和掌握运算机,我们把一台计 算机连接多个终端的运算机系统称为分时运算机系统,或称分时系统；分时技术：把处理机的响应时间分成如于个大小相等（或不相等）的时间单位,称为时间片（如100 毫秒）,每个终端用户获得CPU,就等于获得一个时间片,该用户程序开头运行,当时间片到（用完）特点：人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作；共享主机：多个用
3、户同时使用；用户独立性：对每个用户而言好象独占主机；实时操作系统 real-time OS ,用户程序暂停运行,等待下一次运行；实时操作系统是一种联机的操作系统,对外部的恳求,实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕；特点：有限等待时间 有限响应时间 用户掌握 牢靠性高 系统出错处理才能强 设计实时操作系统要考虑的一些因素：（1）实时时钟治理（2）连续的人 机对话（3）过载4 高度牢靠性和安全性需要实行冗余措施；通用操作系统 同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能,或其中两种以上的功能；个人运算机上的操作系统个人运算机上的操作系统是联机的交互式单用户操作系统,目前在个人运算机上使用的操作系统以
4、 名师归纳总结 - - - - - - -windows 系列和 linux 系统为主；第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 网络操作系统 特点：（1）运算机网络是一个互连的运算机系统群体；这些运算机在物理上是分散的；（2）这些运算机是自治的,每台运算机有自己的操作系统,各自独立工作,它们在网络协议掌握下协同工作；（3）系统互连要通过通信设施（硬件、软件）来实现；（4）系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理；分布式系统 Distributed System 特点：（1）功能的分布（2）顽强性（3）高牢靠性3 操作系统的功能 处理机治理、储备
5、治理（内存安排、储备爱护、内存扩充）、设备治理（通道、掌握器、输入输出设备的安排与治理,设备独立性）、信息；治理（文件系统治理） 、用户接口（程序一级的接口、作业一级的接口）4.通道和中断技术通道：用于掌握I/O 设备与内存间的数据传输；启动后可独立于CPU 运行,实现CPU 与 I/O 的并行；通道有专用的I/O 处理器,可与CPU 并行工作可实现I/O 联机处理中断是指 CPU 在收到外部中断信号后,停止原先工作,转去处理该中断大事,完毕后回到原先断点连续工作；中断处理过程：中断恳求,中断响应,中断点（暂停当前任务并储存现场）现场并连续原有任务监督程序进展为执行系统 executive s
6、ystem,常驻内存5.多道批处理系统特点多道：内存中同时存放几个作业；宏观上并行运行：都处于运行状态,但都未运行完；微观上串行运行：各作业交替使用 CPU；优点：资源利用率高：CPU 和内存利用率较高；作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大；缺点：,中断处理例程,中断返回（复原中断点的用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时,才与用户交互,不利于调试和修改；作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长；多道程序系统中,要解决的问题：同步互斥、内存不够、使用效率、内存爱护6.运算机硬件：构成运算机的基本硬件元素：处理器、储备器、输入输出掌握与总线、外部设备；与操作系统相关的几种主要的寄存器
7、数据寄存器 地址寄存器 条件码寄存器 程序计数器 指令计数器 程序状态字 PSW 中断现场爱护寄存器 过程调用用堆栈 储备器的拜访速度名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 指令的执行和中断操作系统的启动启动电源 产生中断信号 触发 CPU 中的一段指令发觉操作系统引导区位置域 初始化硬件 7.算法 begin .end 算法的开头于终止 repeat 操作 .until 条件 当“ 条件” 未被满意时重复所描述的“ 操作”while 条件 do 操作 .od 当“ 条件” 满意时,进行相应的“ 操作” 导入内存执行 操
8、作系统程序加载到内存制定区if 条件then 操作else 操作 fi 满意“if ” 所指的“ 条件” 时,进行“then” 后的相关“ 操作”,否就完成“else” 后的相关操作；其次章1.作业 ：在一次应用业务处理过程中,从输入开头到输出终止,用户要求运算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业；作业由不同的次序相连的作业步组成,作业步是一个作业的处理过程中运算机所做的相对独立的工作；2.作业的组织：作业由三部分组成,即程序、数据和作业说明书；作业中包含的程序和数据完成用户所要求的业务处理工作,作业说明书就表达用户的控 制意图；、作业说明书由作业说明书在系统中生成一个称为作业掌握块
9、（JCB）的表格, JCB 包括：作业名、估量执行时间、优先数（用于调度）文件名、程序类型、资源要求 静态申请和动态申请 、作业状态（提交后各执行完成）；作业说明书包括：作业基本情形描述（用户名、作业名、使用语言名、答应最大处理时间等）、作业掌握描述（掌握方式、操作次序、出；错处理等）、作业资源要求描述（要求处理时间、内存空间、外设类型和数量、处理及优先级、库函数或有用程序等）3.如何掌握作业 联机输入输出方式 联机输入输出方式大多用在交互式系统中,用户与系统通过交互式会话输入输出作业；在联机输入输出方式中,外围设备直接与主机相连 接；脱机输入输出方式 脱机输入又称为预输入方式,利用低档个人运
10、算机作为外围处理机进行输入输出处理；直接耦合方式 把主机与低档外围通过一个公用的大容量外存直接耦合起来；SPOOLING 系统（外围设备同时联机操作）多台外围设备通过通道或 DMA 器件和主机与外存连接起来；网络联机方式 网络联机方式以上述几种输入输出方式为基础；当用户通过运算机网络中的某一台设备对运算机网络中的另一台主机进行输入输出操作 时,就构成了网络联机方式；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.系统调用 系统调用大致可分为 6 类：（1）设备治理：该类系统调用被用来恳求和释放有关设备以及启动设备操作等；（2
11、）文件治理：包括对文件的读、写、创建和删除等；（3）进程掌握：包括进程创建、进程执行、进程撤销、进程等待和执行优先级掌握等；（4）进程通信：该系统调用被用在进程之间传递消息或符号；（5）储备治理：包括调查作业占据内存区的大小、猎取作业占据内存区的始址等；（6）线程治理：包括线程的创建、调度、执行、撤销等；系统调用的实现：当用户使用系统调用时,产生一条相应的指令,处理机在执行到该指令时发生相应的中断,并发出有关信号给该处理机 制；该处理机制在收到了处理机发来的信号后,启动相关的处理程序去完成该系统调用所要求的功能；陷进处理机构：在系统中为掌握系统调用服务的机构称为陷进处理机构；陷进指令：把由于系
12、统调用引起处理机中断的指令称为陷进指令；第三章 1. 程序的并发执行 程序用来描述运算机所完成的独立功能,并在时间上严格地按前后次序相继地进行运算机操作序列集合,是一个静态概念；个程序由如干个程序段组成,而这些程序段的执行必需是次序的,这种程序执行的方式就称为程序的次序执行；程序次序执行的特点：1. 次序性 处理机严格依据程序所规定的次序执行,即每个操作必需在下一个操作开头之前终止；2. 封闭性 程序一旦开头执行,其运算结果不受外界的影响,当程序的初始条件给定之后,其后的状态只能由程序本身确定,即只有本程序才 能转变它；3. 可再现性 程序执行的结果与初始条件有关,而与执行时间无关；即只要程序
13、的初始条件相同,它的执行结果是相同的,不论它在什么时间执 行,也不管运算机的运行速度；多道程序系统中程序执行环境的变化 执行环境的特点：（ 1）独立性 在多道环境下执行的每道程序都是规律上独立的；（ 2）随机性 程序和数据的输入和执行开头时间都是随机的；（ 3）资源共享 软硬件资源的有限性导致资源共享；程序并发执行：如干个程序段同时在系统中运行,这些程序的执行在时间上是重迭的,一个程序段的执行尚未终止,另一个程序段的执行 已经开头,即使这种重迭是很小的,也称这几个程序段是并发执行的；2. .进程 ：进程是一个程序对某个数据集的执行过程,是安排资源的基本单位；进程和程序的区分与联系：程序是指令的
14、集合,是静态的概念；进程是程序在处理机上的一次执行的过程,是动态的概念；程序可以作为软件资料长期储存；进 程是有生命周期的；进程是一个独立的运行单位,能与其它进程并行（并发）活动；而程序就不是；进程是竞争运算机系统有限资源的基本单位,也是进行处理机调度的基本单位；不同的进程可以包含同一程序,只要该程序所对应的数据集不同；作业和进程的关系 作业是用户需要运算机完成某项任务时要求运算机所做工作的集合；而进程就是已提交完毕程序的执行过程的描述,是资源安排的基本单 位；其主要区分如下：作业是用户向运算机提交任务的任务实体；一个作业可由多个进程组成；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共
15、 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作业的概念主要用于批处理系统中；进程描述在系统中一个进程存在：进程掌握块 PCB、有关程序段、数据结构集 进程掌握块 PCB Process Control Block 包含一个进程的描述信息、掌握信息及资源信息,有些系统仍有进程调度等待所使用的现场爱护区；PCB 集中反映一个进程的动态特点；在创建时,建立 PCB,并相伴进程运行的全过程,当进程完成其功能后,系统释放 PCB,进程也随之消亡（1）描述信息1、进程名或进程标识号 name 每个进程都必需有一个唯独的标识符,可以是字符串,也可以是一个数字；2、用户名或用户标识号 每个进程
16、都隶属于某个用户,用户名或用户标识号有利于资源共享和爱护 3、家族关系 process family UNIX 系统中就是一个整型数；在进程创建时由系统给予；有的系统答应一个进程可创建自已的子进程,子进程仍可以创建,一个进程往往处在一个家族之中,就需要记录进程在家族中位置的 信息；（2）掌握信息 1、进程当前状态 status 说明进程当前所处的状态；为了治理的便利,系统设计时会将相同的状态的进程组成一个队列,如就绪进程队列,等待进程就要依据等待的大事组成多个等待队列,I/O 完成队列等等；如等待打印机队列、等待磁盘2、进程优先级 priority 进程的优先级反映进程的紧迫程度,通常由用户指
17、定和系统设置；3、执行程序开头地址 start-addr 4、各种计时信息 进程占用系统资源的情形,不同的系统的处理差别很大；5、通信信息 communication information 是指某个进程在运行的过程中要与其它进程进行通信,该区记录有关进程通信方面的信息；（3）资源治理信息 包括有关储备器的信息、使用输入、输出设备的信息、有关文件系统的信息：1、占用内存大小及治理用数据结构指针；2、在某些复杂系统中,仍有对换或掩盖用的有关信息；3、共享程序段大小及起始地址；4、输入输出设备的设备号,所要传送的数据长度、缓冲区地址、缓冲区长度及使用设备的有关数据结构指针等；5、指向文件系统的指针
18、及有关标识等；（4）、CPU 现场爱护区 cpustatus 当进程因某种缘由不能连续占用 CPU 时（等待打印机） ,释放 CPU,这时就要将 CPU 的各种状态信息爱护起来,为将来再次得处处理机 复原 CPU 的各种状态,连续运行；进程上下文实际上是进程执行活动全过程的静态描述；进程上下文是一个抽象的概念,它包含了每个进程执行过的、执行时的以及待执行的指令和数据,在指令寄存器、堆栈（存放个调用子程 序的返回点和参数等） ,状态字寄存器等中的内容；上文：已执行过的进程指令和数据在相关寄存器与堆栈中的内容；正文：正在执行的指令和数据在相关寄存器与堆栈中的内容；下文：待执行的指令和数据在相关寄存
19、器与堆栈中的内容；进程上下文切换 3 个部分,第一部分为储存被切换进程的正文部分（或当前状态）至有 进程上下文切换发生在不同的进程之间而不是同一个进程内；包含 关储备区；其次部分操作系统进程中有关调度和资源安排程序执行,并选取新的进程；第三部分就是将被选中进程的原先被储存的正文部 分从有关储备区中选出,并送至有关寄存器或堆栈中,激活被选中进程执行；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 进程空间和大小任一进程都有自己的地址空间,把该空间称为进程空间或虚空间；进程空间的大小只与处理机的位数有关；程序的执行都在进程空间内进
20、行；用户程序、进程的各种掌握表格等都按肯定的结构排列在进程空间中；在有的系统中进程空间被划分为两部分：用户空间和系统空间；为了防止用户程序拜访系统空间,造成拜访出错,运算机通过程序状态寄存器等设置不同的执行模式,即用户模式（用户态）和系统模式（系统态）来进行爱护；3.进程状态及其转换进程的 三种基本状态 ：执行状态、就绪状态、等待状态（又称堵塞、挂起、睡眠）就绪状态（ Ready 存在于处理机调度队列中的那些进程,它们已经预备就绪,一旦得到CPU,就立刻可以运行,这些进程所取的状态为就绪状态；（有多个进程处于此状态）执行状态 Running ）当进程由调度 /分派程序分派后,得到CPU 掌握权
21、,它的程序正在运行,该进程所处的状态为执行状态；（在系统中,总只有一个进程处于此状态）等待状态（ Wait 如一个进程正在等待某个大事的发生（如等待I/O 的完成）,而暂停执行,这时,即使给它CPU 时间,它也无法执行,就称该进程处于等待状态；进程状态转换运行到等待等待某大事的发生（如等待I/O 完成）CPU；等待到就绪大事已经发生（如I/O 完成）运行到就绪时间片到（例如,两节课时间到,下课）新建进程到就绪新创建的进程进入就绪状态就绪到运行当处理机空闭时,由调度（分派）程序从就绪进程队列中挑选一个进程占用进程掌握：就是系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤销进程以及完成进程各状态的转换,
22、从而达到多进程高效率并发执行和协 调、实现资源共享的目的；原语：把系统态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语；用于进程掌握的原语有：创建原语、撤销原语、堵塞原语、唤醒原语；进程创建方式：由系统程序模块统一创建；由父进程创建；进程创建系统调用：createname,priority,start-addr UNIX 系统： fork 进程撤销：（ 1）该进程已完成所要求的功能而正常终止（2）由于某种错误导致非正常终止（3）祖先进程要求撤销某个子进程；在一般操 作系统中进程撤消的系统调用是：kill UNIX 系统中是 exit 假如撤销进程有自己的子进程,就撤销原语先撤销其子进程的 PCB 结
23、构并名师归纳总结 第 6 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 释放子进程所释放的资源后,再撤销当前进程的 PCB 结构和释放其资源；进程的堵塞与唤醒 当一个处在运行状态的进程,因等待某个大事的发生（如等待打印机）而不能连续运行时,将调用进程挂起系统调用,把进程的状态置为 堵塞状态,并调用进程调度程序（等于让出处理机）；进程从运行状态转换成堵塞状态是由进程挂起原语实现的,因此,调用进程挂起操作是在进程处于运行状态下执行的；它的执行将引起等 待某大事的队列的转变 . 一个正在运行的进程会因等待某大事（例如,等待打印机）的发生,由运行状态转换成
24、堵塞状态,当它等待的大事发生后,这个进程将由 堵塞状态转换成就绪状态；这种转换由进程唤醒操作完成；唤醒一个进程有两种方式：系统进程唤醒、大事发生进程唤醒；调用进程唤醒操作一般在中断处理、进程通信等过程中；例如,打印机完成中断处理程序,打印机的队列,如不为空,就调用进程唤醒操作,唤醒一个（或多个）等待打印机的进程；4.进程互斥 产生互斥的缘由：资源共享、进程合作临界资源：一次仅答应一个进程使用的资源称为临界资源；临界区：每个进程中拜访临界资源的那段程序段称为临界区（临界段）；在完成了打印完成的操作后,就去检查等待间接制约： 由于共享某公有资源而引起的在临界区内不答应并发进程交叉执行的现象称为有共
25、享公有资源而造成的对并发进程执行速度的间接制约,简称间接制约；互斥：在操作系统中,当某一进程正在拜访某临界区时,就不答应其它进程进入,否就就会发生 后果 无法估量的错误；我们把进程之间的这种相互制约的关系称为互斥；进入临界区的准就：1不能假设各并发进程的相对执行速度；（2）并发进程中的某个进程不在临界区时,它不能阻挡其他进程进入临界区；（3）并发进程中的如干个进程申请进入界区时,只能答应一个进程进入；4当有如干个进程欲进入临界区时,应在有限的时间内使其进入；解决进程互斥的最简洁的方法是加锁；在系统中为每个临界资源设置一个锁位,1 表示资源可用,；0 表示资源已被占用（不行用）这样当一个进程使用
26、某个临界资源之前必需完成以下操作：1、考察锁位的值；2、如原先的值是为“1”,将锁位置为 “ 0” （占用该资源） ；3、如原先值是为 “0”,（该资源已被别人占用） ,就转到 1；当进程使用完资源后,将锁位置为“1“ ,称为开锁操作；5.信号量与 P、 V 原语信号量 sem：是一个整数,在 sem 大于等于零时,代表可供并发资源使用的资源实体数,但 sem小于零时就表示正在等待使用临界区的进程数； sem 代表资源的实体；在实际应用中应精确地说明 sem 的意义和初值；P 操作：（1） sem 减 1；（2）如 sem 减 1 后仍大于等于0,就进程连续执行；第 7 页,共 21 页（3）
27、如结果小于0,就该进程挂起；注：挂起该进程包括：保留调用进程CPU 现场；置 “等待 ”状态；入等待队列；转进程调度；名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - V 操作：（1） s 值加 1；（2）如相加结果大于 0,进程连续执行；（3）否就,唤醒一个（或多个）等待该信号灯的进程,然后本进程连续执行或转进程调度；P、V 原语实现互斥的原理当一个进程想要进入临界区时,它必需先执行 P 原语操作以将信号量 sem 减 1；在一个进程完成对临界资源的操作后,它必需执行 V 原语操作以释放它占用的临界资源；由于信号量初始值为 1,所以,任一进程在执行 P
28、 原语操作之后将 sem 的值变为 0,表示该进程可以进入临界区；在该进程未执行 V 原语操作之前如有另一进程想进入临界区的话,它也应先执行 P 原语操作,从而使 sem 的值变为 -1,因此,第二个进程将会被堵塞,直到第一个进程执行 V 原语操作之后,sem 的值变为 0,从而可唤醒其次个进程进入就绪队列,经调度后进入临界区；在其次个进程执行完 V 原语操作之后,假如没有其它进程申请进入临界区的话,就 sem又复原到初始值；用信号量实现两并发进程 Pa,Pb 互斥的描述如下：（1）设 sem 为互斥信号量,其取值范畴为（1,0, -1）；其中 sem=1 标志进程 Pa,Pb 都未进入类名为
29、 S 的临界区, sem=0表示进程 Pa,Pb 已进入类名为 S 的临界区, sem=-1 表示进程 Pa,Pb 中,一个进程已进入临界区,而另一进程等待进入临界区；（2）描述Pa：P（sem） Vsem： . Pb：P（sem） Vsem： . 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.进程同步同步：把异步环境下的一组并发进程,因直接制约而相互发送消息而进行相互合作、相互等待,使得各进程按肯定的速度执行的过程称为进程间的同步；用 wait（消息名）表示进程等待合作进程发来的消息 . 功能：等待到消息名为 true
30、的进程连续执行；用 signal（消息名）表示向合作进程发送消息功能：发送消息名,并将其值置为 true；利用过程 wait 和 singnal 描述运算进程 Pc 和打印进程 Pp 的同步关系（1）设消息名 Bufempty 表示 buf 为空,消息名 Buffull 表示 Buf 中装满了数据；（2）初始化 Bufempty=true , Buffull=false. ；（3）描述：Pc ：A： waitBufempty 运算Buf 运算结果Bufempty false signalBuffull Pp ：Goto A B： waitBufful 打印 Buf 中的数据清除 Buf 中的数
31、据Bufful false signalBufempty Goto B 私有信号量（ private Semaphore）：进程同步的信号量只与制约进程及被制约进程有关而不是与整组并发进程有关；因此该信号量称为私有信号量；用 P,V 原语操作实现同步第一,为各并发进程设置私有信号量,然后,为私有信号量赋初值,最终,利用P, V 原语和私有信号量规定各进程的执行次序；depositdata,Pb 接受数据例：设进程Pa 和 Pb 通过缓冲区队列传递数据；Pa 为发送进程, Pb 为接收进程； Pa 发送数据时调用发送过程时调用过程removedata,且数据的发送和接受过程满意如下条件：第 9
32、页,共 21 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （1）在7.生产者与消费者问题 对于生产者进程：产生一个数据,当要送入缓冲区时,要检查缓冲区是否已满,如未满,就可将数据送入缓冲区,并通知消费者进程；否 就,等待；对于消费者进程：当它去取数据时,要看缓冲区中是否有数据可取,如有就取走一个数据,并通知生产者进程,否就,等待；这种相互等待,并互通信息就是典型的进程同步；同时,缓冲区是个临界资源,因此,诸进程对缓冲区的操作程序是一个共享临界区,因此,仍有个互斥的问题；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料
33、 - - - - - - - - - 8.进程通信 通信（ communication ）意味着进程间传递数据；操作系统可以看作是各种进程组成的,这些进程都具有各自独立的功能,且大多数都被外部需要而启动执行；在单机系统中进程的通信有 4 种形式：（1）主从式（2）会话式（3）消息或邮箱机制（4）共享储备区方式 会话方式的特点：1使用进程在使用服务进程所供应的服务之前,必需得到服务进程的许可；2服务进程依据使用进程的要求供应服务,但对所供应服务的掌握由服务进程自身完成；（3）使用进程和服务进程在进行通信时有固定连接关系；消息或邮箱机制的特点是：（1）只要存在空缓冲区或邮箱,发送进程就可以发送消息
34、；（2）与会话系统不同,发送进程和接受进程之间无直接联接关系；（3）发送进程和接受进程之间存在缓冲区或邮箱用来存放被传送消息；邮箱通信就是由发送进程申请建立一与接受进程联接的邮箱；设置邮箱的最大好处是发送进程和接受进程之间没有时间上的限制；共享储备区方式不要求数据移动,两个需要相互交换信息的进程通过共享数据区的操作达到相互通信的目的；9. 死锁问题 死锁：指个并发进程彼此相互等待对方所拥有的资源,且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源；从而造成大家都想得到资源而又得不到资源,个并发进程不能连续向前推动的状态；死锁的起因：根本缘由在于系统供应的资源个数少于并发进程所要求的该类
35、资源数；产生死锁有四个必要条件：（1）互斥条件；并发进程所要求和占有的资源是不能同时被两个以上进程使用或操作的,进程对他所需要的资源进行排他性掌握；（2）不剥夺条件；进程所获得的资源在未使用完毕之前,不能被其它进程强行剥夺,而只能由获得该资源的进程自己释放；（3）部分安排；进程每次申请它所需要的一部分资源,在等待新资源的同时,连续占用已安排的资源；（4）环路等待条件；存在一种进程循环链,链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所恳求；只要有一个条件不满意,死锁就可解除；预防死锁1破坏 “恳求与保持条件” 每个进程在运行之前,必需预先提出自己所要使用的全部资源,调度程序在该进程所需要的资源末得
36、到满意之 前,不让它们投入运行,并且当资源一旦安排给某个进程之后,那么在该进程的整个运行期间相应资源始终被它占有,这就破坏了产生死 锁的部分安排条件；2破坏环路条件 对系统供应的每一项资源,由系统设计者将它们按类型进行线性排队,并给予不同的序号；3资源受控动态安排 为了防止死锁发生,操作系统必需依据预先把握的关于资源用法的信息掌握资源安排,使得共同进展路径的下一 步不致于进入危急区,即只要有产生死锁的可能性,就防止把一种资源安排给一个进程；死锁的检测和复原1资源剥夺法（1）仍原算法；即复原运算结果和状态；（2）建立检查点主要是用来复原安排前的状态；2撤消进程法 按肯定的次序中止进程序列,直至已
37、释放到有足够的资源来完成剩下的资源为止；第四章1.一个作业从提交给运算机系统到执行终止退出系统,一般都要经受提交、收容、执行和完成四个状态；一个作业在其处于从输入设备进入外部储备设备的过程成为名师归纳总结 - - - - - - -提交状态 ；处于提交状态的作业,因其信息尚未全部进入系统,所以不能被调第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用程序选取；收容状态 也称为后备状态,输入治理系统不断地将作业输入到外存中对应部分（或称输入井,即特地用来存放待处理作业信息的一组外存 分区）；如一个作业的全部信息已全部被输入进输入井,那么,在它仍未被调度去执行之前,该作
38、业处于收容状态；作业调度程序从后备作业中选取如干作业到内存投入运行；它为被选中作业建立进程并安排必要的资源,这时,这些被选中的作业处于 执 行状态 ；当作业运行完毕,但它所占用的资源尚未全部被系统收回时,该作业处于 完成状态 ；一般来说,处理机调度可分为 4 级：作业调度、交换调度、进程调度、线程调度；作业调度： 又称宏观调度或高级调度,其主要任务是按肯定的原就对外存输入井上的大量后备作业进行挑选,给选出的作业安排内存、输 入输出设备等必要的资源,并建立相应的根程序,以使该作业的进程获得竞争处理机的权益,另外,当该作业执行完毕时,仍负责回收系 统资源；交换调度： 又称中级调度,其主要任务是依据
39、给定的原就和策略,将处于外存交换区中的就绪状态或就绪等待状态的进程调入内存,或把 处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区；交换调度主要涉及内存的治理和扩充,一般将它归在储备治理之中；进程调度： 又称微观调度或低级调度,其主要任务是依据某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机；只有在多道批处理系统中才有作业调度,而在分时和实时系统中一般只有进程调度、交换调度和线程调度；这是由于在分时和实时系统中,为了缩短响应时间或为了满意用户需求的截止时间,作业不是建立在外存中,而是直接建立在内存中；2.作业调度 作业调度的功能：（1）记录系统中各作业的状况,包括执行阶段的有关情形；通常
40、,系统为每个作业建立一个作业掌握表 JCB 记录这些有关信息；作业掌握块 JCB：在作业调度的过程中记录作业各方面的信息；它随作业的创建而产生,随作业的撤消而被清除；（2）从后备队列中选取一部分作业投入执行（3）为被选中的作业做好执行前的预备工作；（4）在作业执行终止时做好善后处理工作；作业调度目标：（1）对全部作业应当是公正合理的；（2）应使设备有高的利用率；（3）每天执行尽可能多的作业（4）有快的响应时间 对于批处理系统,作业的平均周转时间或平均带权周转时间,被作为衡量调度算法优劣的标准；对于分时系统和实时系统,外加平均响应 时间作为衡量调度算法优劣的标准1周转时间：作业 i 从提交时刻到
41、完成时刻称为作业的周转时间；Ti = Tei - Tsi Tei 为作业 i 的完成时间, Tsi 为作业的提交时间一个作业的周转时间说明白该作业在系统内停留的时间Ti = Twi + Tri ,包含两部分：一是等待时间；二为执行时间Twi 主要是指作业 i 由后备状态到执行状态的等待时间,它不包括作业进入执行状态后的等待时间；一批作业的平均周转时间为：n T=1/n Ti i=1 带权周转时间Wi=Ti/Tri Ti 作业周转时间Tri 作业执行时间一批作业的平均带权周转时间为n W=1/n Wi i=1 3进程调度进程调度的功能：用 PCB 块记录系统中全部进程的执行情形名师归纳总结 -
42、- - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据肯定的调度算法,挑选一个处于就绪状态的进程,给它安排处理机这是最重要的功能实施进行进程上下文的切换引起进程调度的缘由：（1）正在执行的进程执行完毕；这时,假如不挑选新的就绪进程执行,将铺张处理机资源；（2）执行中进程自己调用堵塞原语将自己堵塞起来进入睡眠等待状态；（3）执行中进程调用了 P 原语操作,从而因资源不足而被堵塞；或调用了 V 原语激活了等待资源的进程队列；（4）执行中进程提出了 I/O 恳求后被堵塞；（5）在分时系统中时间片已经用完；（6）在执行完系统调用,在系统程序返回用户进程,
43、可认为系统进程执行完毕,从而可调度挑选一新的用户程序执行；以上都是 CPU 执行不行剥夺方式下做引起的进程调度的缘由,在 CPU 执行方式是可剥夺时,仍有：（7）就绪队列中的某进程的优先级变得高于当前执行进程的优先级,从而也将发生进程调度；可剥夺方式：即就绪队列中一旦有优先级高于当前进程优先级的进程存在时,便立刻发生进程调度,转让处理机；非剥夺方式（不行剥夺方式）：即使在就绪队列存在有优先级高于当前执行进程时,当前进程仍将连续占有处理机,直到该进程因自己调度调用原语操作或、等待 I/O 进入堵塞状态或时间片用完时才重新发生调度让出处理机；进程调度性能评判（1）进程调度性能是衡量操作系统性能的一
44、个重要指标（2）在大多数情形下,利用测试或模拟系统响应时间的方法来评判进程调度的性能4.调度算法先来先服务 FCFS算法将用户作业和就绪进程按提交次序或变成就绪状态的先后排成队列,并依据先来先服务的方式进行调度处理；优点：在一般意义下是公正的,即每个作业或进程都依据它们在队列中等待时间长短来打算它们是否优先享受服务；缺点：对于那些执行时间较短的作业或进程来说,假如它们在某些执行时间很长的作业或进程之后到达,就它们等待很长时间；时间片 轮转法 RR 算法描述：就绪队列按进程到达的时间来排列；处理机的时间被分为固定大小的时间片；调度程序总是挑选就绪队列中的第一个进程；一个执行进程假如在用完一个时间片后仍没有完成其任务,它就自动释放处理机回到就绪队列的末尾重新排队,等待下一次被调度；缺点：只能用来安排那些可抢占资源,而且这种算法只能用于进程调度,不能用于作业调度（作业调度包含了不行抢占资源）；时间片的选取