操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)題-概念

1 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源 控制程序執(zhí)行 改善人機界面 提供 各種服務(wù) 合理組織計算機工作流程和為用戶使用計算機提供良好 運行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件 配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo) 方便用戶使 用 擴大機器功能 管理系統(tǒng)資源 提高系統(tǒng)效率 構(gòu)筑開放環(huán)境 2 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用是一種中介角色 把用戶和硬件隔離開來 應(yīng)用程序只 有通過系統(tǒng)調(diào)用才能請求系統(tǒng)服務(wù)并使用系統(tǒng)資源 系統(tǒng)調(diào)用是應(yīng) 用程序獲得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑 系統(tǒng)調(diào)用可分為系統(tǒng)調(diào)用可分為 進程管理 文件操作 設(shè)備管理 貯存管理 進程通信 信息維護六類 3 3 系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)原理 系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)原理 編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序 設(shè)計一張系 統(tǒng)調(diào)用入口地址表 每個入口地址都指向一個系統(tǒng)調(diào)用的處理程序 有的系統(tǒng)還包含系統(tǒng)調(diào)用自帶參數(shù)的個數(shù) 陷入處理機制 需開辟 現(xiàn)場保護 以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時的處理器現(xiàn)場 4 4 系統(tǒng)調(diào)用與過程調(diào)用的主要區(qū)別 系統(tǒng)調(diào)用與過程調(diào)用的主要區(qū)別 調(diào)用形式不同 被調(diào)用代 碼的位置不同 提供方式不同 調(diào)用的實現(xiàn)不同 5 5 系統(tǒng)調(diào)用的作用 系統(tǒng)調(diào)用的作用 1 內(nèi)盒可以基于權(quán)限和規(guī)則對資源訪問進行 裁決 保證系統(tǒng)的安全性 2 系統(tǒng)調(diào)用對資源進行抽象 提供一致性 接口 避免用戶使用資源時發(fā)生錯誤且提高編程效率 5 5 用戶態(tài)轉(zhuǎn)向核心態(tài) 用戶態(tài)轉(zhuǎn)向核心態(tài) 程序請求操作系統(tǒng)服務(wù) 執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用 在 程序運行時產(chǎn)生中斷或異常事件 6 6 中斷的概念 中斷的概念 指在程序執(zhí)行過程中 遇到急需處理的事件時 暫 時中止現(xiàn)行程序在 CPU 上的運行 轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序 待處理完成后再返回斷點或調(diào)度其他程序執(zhí)行 進程線程區(qū)別聯(lián)系 進程線程區(qū)別聯(lián)系 進程 進程 是一個可并發(fā)執(zhí)行的具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合 的一次執(zhí)行過程 也是操作系統(tǒng)進行資源分配和保護的基本單位 線程 線程 是操作系統(tǒng)進程中能夠獨立執(zhí)行的實體 也是處理器調(diào)度和 分派的基本單位 是進程的組成部分 每個進程內(nèi)允許包含多個并 發(fā)執(zhí)行的實體 引入進程的原因 引入進程的原因 一是刻畫系統(tǒng)的動態(tài)性 發(fā)揮系統(tǒng)的并發(fā)性 提 高資源利用率 二是解決共享性 正確描述程序的執(zhí)行狀態(tài) 8 8 進程最基本的狀態(tài)有三種 進程最基本的狀態(tài)有三種 運行態(tài) 進程占有處理器正在運行 就緒態(tài) 進程具備運行條件 等待系統(tǒng)分配處理器以便運行 等待 態(tài) 又稱為Error Error Error Error 態(tài)或睡眠態(tài) 指進程不具備運行條件 正 在等待某個事件的完成 進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的具體原因 進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的具體原因 運行態(tài) 等待 態(tài) 等待使用資源或某事件發(fā)生 如等待外設(shè)傳輸 等待人工干預(yù) 等待態(tài) 就緒態(tài) 資源得到滿足或某事件已經(jīng)發(fā)生 如外設(shè)傳輸結(jié)束 人工干預(yù)完成 運行態(tài) 就緒態(tài) 運行時間片到 或出現(xiàn)有更高優(yōu)先 權(quán)進程 就緒態(tài) 運行態(tài) CPU 空閑時被調(diào)度選中一個就緒進程執(zhí)行 9 9 進程控制塊 進程控制塊 PCB PCB 的概念和組成 的概念和組成 每個進程有且僅有一個進程控 制塊 PCB 或稱進程描述符 它是進程存在的唯一標(biāo)識 是操 作系統(tǒng)用來記錄和刻畫進程狀態(tài)及有關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 是進程 動態(tài)特征的一種匯集 也是操作系統(tǒng)掌握進程的唯一資料結(jié)構(gòu)和 管理進程的主要依據(jù) 包含三類 標(biāo)識信息 現(xiàn)場信息 控制信 息 1010 臨界區(qū)管理的基本原則 臨界區(qū)管理的基本原則 一次至多一個進程能夠在它的臨界區(qū) 內(nèi) 不能讓一個進程無限地留在它的臨界區(qū)內(nèi) 不能強迫一個進程 無限地等待進入它的臨界區(qū) 特別 進入臨界區(qū)的任一進程不能妨 礙正等待進入的其它進程的進展 1111 信號量 信號量 一個進程在某一關(guān)鍵點上被迫停止執(zhí)行直至接收到對 應(yīng)的特殊變量值 通過這一措施 任何復(fù)雜的進程交互要求均可得 到滿足 這種特殊變量就是信號量信號量的組成 信號量是一種變 量類型 用一個結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示 有兩個分量 一個是信號量 的值 另一個是信號量隊列的指針 1212 什么是死鎖 什么是饑餓 試舉日常生活中的例子說明之 什么是死鎖 什么是饑餓 試舉日常生活中的例子說明之 如果在一個進程集合中的每個進程都在等待只能由該集合中的其它 一個進程才能引發(fā)的事件 則稱一組進程或系統(tǒng)此時發(fā)生了死鎖 教材 268 頁 饑餓是指一個進程由于其它進程總是優(yōu)先于它而被 無限期拖延 1313 形成死鎖的四個必須條件形成死鎖的四個必須條件 互斥條件 系統(tǒng)中存在臨界資源 進程應(yīng)互斥地使用這些資源 占有和等待條件 進程在請求資源得 不到滿足而等待時 不釋放已占有資源 不剝奪條件 已被占用的 資源只能由屬主釋放 不允許被其他進程剝奪 循環(huán)等待條件 存 在循環(huán)等待鏈 其中 每個進程都在鏈中等待下一個進程所持有的 資源 造成這組進程處于永遠等待狀態(tài) 1414 何謂地址轉(zhuǎn)換 重定位 有哪些方法可以實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換 何謂地址轉(zhuǎn)換 重定位 有哪些方法可以實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換 為 了保證程序的正確運行 必須把程序和數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理 地址 這一工作稱為地址轉(zhuǎn)換或重定位 地址轉(zhuǎn)換有兩種方式 一 種方式是在作業(yè)裝入時由作業(yè)裝入程序 裝配程序 實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換 稱為靜態(tài)重定位 這種方式要求目標(biāo)程序使用相對地址 地址變換 在作業(yè)執(zhí)行前一次完成 另一種方式是在程序執(zhí)行過程中 CPU 訪 問程序和數(shù)據(jù)之前實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換 稱為動態(tài)重定位 1515 1 1 靜態(tài) 地址 重定位 靜態(tài) 地址 重定位 由裝入程序?qū)崿F(xiàn)裝載代碼模塊 簡 單的說 就是鏈接后的程序 詳見 p235 的加載和地址轉(zhuǎn)換 把它 裝入分配給進程的主存指定區(qū)域 其中的所有邏輯地址修改成主存 物理地址 稱靜態(tài)重定位 2 2 動態(tài) 地址 重定位 動態(tài) 地址 重定位 由裝入程序?qū)?現(xiàn)裝載代碼模塊的加載和地址轉(zhuǎn)換 把它裝入分配給進程的主存指 定區(qū)域 但對鏈接程序處理過的應(yīng)用程序的邏輯地址不做任何修改 程序主存起始地址被置入硬件專用寄存器 重定位寄存器 程序 在執(zhí)行的過程中 每當(dāng) cpu 引用主存地址 訪問程序和數(shù)據(jù) 時 由硬件截取此邏輯地址 并在它被發(fā)送到主存儲器之前加上重定位 寄存器的值 以便實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換 稱動態(tài)重定位 1616 虛擬存儲器 虛擬存儲器 在具有層次結(jié)構(gòu)存儲器的計算機系統(tǒng)中 自動實 現(xiàn)部分裝入和部分替換功 使得進程運行空間的一部分在主存中 另外某些部分在其他輔助存儲器中 當(dāng)需要時再將其動態(tài)裝入 2323 請求分頁虛擬存儲系統(tǒng) 請求分頁虛擬存儲系統(tǒng) 將作業(yè)信息的副本存放在磁盤這一類 輔助存儲器中 當(dāng)作業(yè)被調(diào)度投入運行時 并不把作業(yè)的程序和數(shù) 據(jù)全部裝入主存 而僅僅裝入立即使用的那些頁面 至少要將作業(yè) 的第一頁信息裝入主存 在執(zhí)行過程中訪問到不在主存的頁面時 再把它們動態(tài)地裝入 請求分頁式存請求分頁式存 儲管理頁表的引用 修改內(nèi)存駐留標(biāo)志與虛擬存儲器實現(xiàn)聯(lián)系儲管理頁表的引用 修改內(nèi)存駐留標(biāo)志與虛擬存儲器實現(xiàn)聯(lián)系 常 駐內(nèi)存標(biāo)志位主要判斷頁是否在主存中 引用位主要用于替換策略 修改位主要用于替換策略以及清除策略 1717 分頁式存儲管理和分段式存儲管理的比較 分頁式存儲管理和分段式存儲管理的比較 分段是信息的邏輯單位 由源程序的邏輯結(jié)構(gòu)及含義所決定 是用戶可見的 段長由用戶根 據(jù)需要來決定 段起始地址可從任何主存地址開始 在分段方式中 源程序 段號 段內(nèi)位移 經(jīng)鏈接裝配后仍保持二維 地址 結(jié)構(gòu) 引入目的是滿足用戶模塊化程序設(shè)計的需要 分頁是信息的物理單 位與源程序的邏輯結(jié)構(gòu)無關(guān) 是用戶不可見的 頁長由系統(tǒng) 硬件 確定 頁面只能從頁大小的整數(shù)地址開始 在分頁方式中 源程序 頁號 頁內(nèi)位移 經(jīng)鏈接裝配后變成一維 地址 結(jié)構(gòu) 引入目 的是實現(xiàn)離散分配并提高主存利用率 2222 固定分區(qū)存儲管理 固定分區(qū)存儲管理 主存空間被劃分成數(shù)目固定不變的分區(qū) 各分區(qū)的大小不等 每個分區(qū)只裝入一個作業(yè) 若多個分區(qū)中都裝 有作業(yè) 則他們可以并發(fā)執(zhí)行 按名存取功能及其實現(xiàn)與按名存取功能及其實現(xiàn)與 FCBFCB 之間關(guān)系 之間關(guān)系 按名存取是操作系統(tǒng)文件 管理的主要目的及其核心功能 主要指信息管理一方面對用戶 另 一方面對存儲設(shè)備組織管理 用戶通過文件名使用操作文件 文件 系統(tǒng)將用戶的邏輯操作轉(zhuǎn)換為物理操作 將邏輯文件轉(zhuǎn)換為物理文 件 它的實現(xiàn)可以借助文件目錄完成 在文件目錄中包含文件名 文件物理結(jié)構(gòu) 邏輯結(jié)構(gòu) 操作系統(tǒng)通過文件目錄管理的管理控制 FCB 包含文件管理控制的基本信息 按名存取時先通過文件名查找 文件的 FCB 在通過 FCB 找到文件首塊 1 操作系統(tǒng)的資源管理技術(shù)操作系統(tǒng)的資源管理技術(shù) 資源復(fù)用 資源虛化 資源抽象 2 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是用戶與計算機之間的接口 2 操作系統(tǒng)對資源的最基礎(chǔ)抽象操作系統(tǒng)對資源的最基礎(chǔ)抽象 進程抽象 運行的程序 虛存抽 象 運行程序的位置 包括文件和主存 文件抽象 對I O設(shè)備及其 信息的抽象 3 操作系統(tǒng)的功能 操作系統(tǒng)的功能 處理機管理 存儲管理 設(shè)備管理 信息管理 3 3 操作系統(tǒng)的主要特性 并發(fā)性 共享性 操作系統(tǒng)的主要特性 并發(fā)性 共享性 異步性 虛擬性 4 4 計算機物理資源 計算機物理資源 計算類 存儲及接口類 5 5 三種基本的操作系統(tǒng)類型 三種基本的操作系統(tǒng)類型 批處理操作系統(tǒng) 分時操作系統(tǒng) 實 時操作系統(tǒng) 6 6 UNIXUNIX是唯一跨平臺操作系統(tǒng) 是多用戶多任務(wù)的 7 多道程序設(shè)計技術(shù)能充分發(fā)揮 處理器 與 外設(shè) 并行工 作的能力 7 7 處理器的狀態(tài) 處理器的狀態(tài) 核心態(tài) 用戶態(tài) 7 7 進程的三種狀態(tài) 進程的三種狀態(tài) 運行態(tài) 就緒態(tài) 等待態(tài) 7 7 進程的屬性 進程的屬性 結(jié)構(gòu)性 共享性 動態(tài)性 獨立性 制約性 并發(fā) 性 8 8 進程映像 進程映像 某時刻進程的內(nèi)容及其狀態(tài)集合 9 9 進程四要素 進程四要素 進程控制塊 進程程序塊 進程核線棧 進程數(shù)據(jù) 塊 1010 進程控制塊組成 進程控制塊組成 標(biāo)識信息 現(xiàn)場信息 控制信息 1111 多線程實現(xiàn)分 多線程實現(xiàn)分 用戶級線程 內(nèi)核級線程 混合式線程 1212 進程之間關(guān)系 進程之間關(guān)系 互斥 同步 1313 實現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施 實現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施 關(guān)中斷 測試并建立指令 對換 指令 1414 死鎖防止解決的方法 死鎖防止解決的方法 死鎖防止 死鎖避免 死鎖檢測和恢 復(fù) 1414 可防止死鎖的資源分配 可防止死鎖的資源分配 靜態(tài)分配 層次分配 剝奪式分配 1515 形成死鎖的必須條件 形成死鎖的必須條件 互斥條件 占有和等待條件 不剝奪 條件 循環(huán)等待條件 1616 地址重定位分 地址重定位分 靜態(tài)地址重定位 動態(tài)地址重定位 把邏輯地 址轉(zhuǎn)成物理地址 1717 I OI O控制方式 控制方式 輪詢方式 中斷方式 DMA方式 通道方式 1818 SpoolingSpooling實現(xiàn)實現(xiàn) 預(yù)輸入程序 井管理程序 緩輸出程序 2323 文件的邏輯結(jié)構(gòu)分兩種形式 文件的邏輯結(jié)構(gòu)分兩種形式 流式文件 無結(jié)構(gòu) 記錄式文件 有結(jié)構(gòu) 2424 文件的物理結(jié)構(gòu) 文件的物理結(jié)構(gòu) 順序文件 連接文件 索引文件 2525 邏輯記錄 邏輯記錄是文件內(nèi)獨立的最小信息單位 25 25 操作系統(tǒng)驅(qū)動力 操作系統(tǒng)驅(qū)動力 中斷技術(shù) 2626 實現(xiàn)互斥 實現(xiàn)互斥 軟件 peterson算法 dekker算法 硬件 TEST測 試與建立指令與交換指令 2727 操作系統(tǒng)管理控制線程 操作系統(tǒng)管理控制線程 TCB 感知進程的唯一依據(jù) 感知進程的唯一依據(jù) PCB 2828 用戶接口類型 用戶接口類型 程序接口 操作接口 2929 I OI O軟件四層次 軟件四層次 I O中斷處理程序 I O設(shè)備驅(qū)動程序 獨立于 設(shè)備的I O軟件 用戶空間的I O設(shè)備 3030 原語 原語 一段程序一段程序 P 申請資源 V 釋放資源 3131 多道程序設(shè)計 多道程序設(shè)計 增加單位時間算題量 提高資源利用率 充分 并行 增加計算時間 3232 當(dāng)前目錄項 父目錄項 3232 文件存取方法 文件存取方法 順序存取 直接存取 索引存取 3333 文件系統(tǒng)分三層 文件系統(tǒng)分三層 文件管理 目錄管理 磁盤主存映射管理 3333 文件系統(tǒng)負責(zé)文件目錄 文件系統(tǒng)負責(zé)文件目錄 建立 維護 檢索 3434 流式文件 流式文件 從用戶角度劃分的一種邏輯文件類型 3535 如果一個進程的部分內(nèi)容在輔助存儲器中 則說明管理控制該 進程的操作系統(tǒng)實現(xiàn)了虛擬存儲器功能虛擬存儲器功能 3636 設(shè)備獨立性 設(shè)備獨立性 設(shè)備管理提供了使用在編寫程序時不用考慮具體 邏輯設(shè)備的物理特性 3737 訪問磁盤上文件由 訪問磁盤上文件由 尋道時間 旋轉(zhuǎn)延遲時間 讀出 寫入時間 組成 電梯 電梯 減少尋道時間 3838 系統(tǒng)調(diào)用 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口 39 實現(xiàn)虛擬存儲器存儲管理 實現(xiàn)虛擬存儲器存儲管理有多種 如請求頁式存儲管理 4141 分時系統(tǒng)中進程調(diào)度算法 分時系統(tǒng)中進程調(diào)度算法 時間片輪轉(zhuǎn)法 4242 管理臨界區(qū)的方法 管理臨界區(qū)的方法 關(guān)中斷 測試并建立指令 1919 引入緩沖技術(shù)的理由 引入緩沖技術(shù)的理由 1 改善中央處理器與外圍設(shè)備之間速度 不匹配的矛盾 2 協(xié)調(diào)邏輯記錄大小與物理記錄大小不一致的問題 3 提高 CPU 和 I O 設(shè)備的并行性 4 減少 I O 對 CPU 的中斷次數(shù) 和放寬對 CPU 中斷響應(yīng)時間的要求 2020 文件 文件 由文件名字標(biāo)識的一組信息的集合 文件名 文件名 字母 數(shù) 字組成的字母數(shù)字串 格式和長度因系統(tǒng)而異 2121 文件控制塊 文件控制塊 文件系統(tǒng)給每個文件建立唯一的管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2222 文件控制塊文件屬性信息 文件控制塊文件屬性信息 文件標(biāo)識和控制信息 文件用戶名 權(quán)限 類型 口令 文件邏輯結(jié)構(gòu)信息 記錄 成組 文件物理結(jié) 構(gòu)信息 盤塊設(shè)備 文件使用信息 長度 大小 文件管理信息 日 期 3434 存儲保護 存儲保護 操作系統(tǒng)必須對主存中的程序和數(shù)據(jù)進行保護 以免 其他程序有意或無意的破壞這一工作 3636 進程同步 進程同步 是指為完成共同任務(wù)的并發(fā)進程基于某個條件來協(xié) 調(diào)其活動 因為需要在某些位置上排定執(zhí)行的先后次序而等待 傳 遞信號或消息所產(chǎn)生的協(xié)作制約關(guān)系 3737 進程互斥 進程互斥 是指若干進程因相互爭奪獨占型資源而產(chǎn)生的競爭 關(guān)系 3838 臨界資源 臨界資源 共享變量所代表的資源 3939 臨界區(qū) 臨界區(qū) 并發(fā)進程中與共享變量 訪問臨界資源 有關(guān)的程序段 40 兩個進程同時進入臨界區(qū)會造成與時間有關(guān)系與時間有關(guān)系錯誤 4040 固定分區(qū)存儲 固定分區(qū)存儲 定長分區(qū) 靜態(tài)分區(qū)定長分區(qū) 靜態(tài)分區(qū) 支持多道程序設(shè)計的最 簡單的存儲技術(shù) 4141 虛擬存儲器 虛擬存儲器 在具有層次結(jié)構(gòu)存儲器的計算機系統(tǒng)中 自動實 現(xiàn)部分裝入和部分替換功 能從邏輯上為用戶提供一個比物理主存 容量大的多的 可尋址的 主存儲器 4242 緩沖區(qū) 緩沖區(qū) 緩沖用于平滑兩種不同速度的硬件部件或設(shè)備之間的 信息傳輸 在主存器中開辟一個存儲區(qū) 稱為緩沖區(qū) 專門用于臨 時存放I O操作的數(shù)據(jù) 4343 驅(qū)動調(diào)度 驅(qū)動調(diào)度 在繁重的I O負載下 同時會有若干傳輸請求來到并 等待處理 系統(tǒng)必須采用一種調(diào)度策略 能夠按最佳次序執(zhí)行要求 訪問的諸多請求 能減少為若干I O請求服務(wù)所需消耗的總時間 從 而提高系統(tǒng)效率 4444 1 1 預(yù)輸入程序 預(yù)輸入程序 將信息從輸入設(shè)備輸入到輔助存儲器緩沖區(qū)域 2 緩輸出程序 將信息從輔助存儲器輸出緩沖區(qū)域輸出到輸出設(shè)備 3 井管理程序 控制作業(yè)和輔助存儲器緩沖區(qū)域之間交換信息 并發(fā)性 并發(fā)性 指兩個或兩個以上的事件或活動在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生 共享性共享性指操作系統(tǒng)中的資源 包括硬件資源和信息資源 可被多個 并發(fā)執(zhí)行的進程共同使用 而不是被一個進程所獨占 異步性異步性 在 多道程序環(huán)境中 允許多個程序并發(fā)執(zhí)行 并發(fā)活動會導(dǎo)致隨機事 件的發(fā)生 2 2 操作系統(tǒng)的主要類型 三類 及各類型的主要特點 批處理操作 操作系統(tǒng)的主要類型 三類 及各類型的主要特點 批處理操作 系統(tǒng)系統(tǒng) 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的調(diào)度策略選擇若干作業(yè)并發(fā)地執(zhí)行 系統(tǒng) 的資源利用率高 作業(yè)吞吐量大 缺點 作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間延長 不具備交互式計算的能力 不利于程序的開發(fā)和調(diào)試 特征 脫 機工作 成批處理 單 多道程序運行 分時操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng) 允許多個 聯(lián)機用戶同時使用一個計算機系統(tǒng)進行交互式計算的操作系統(tǒng) 特點 同時性 獨立性 及時性 交互性 實時操作系統(tǒng) 實時操作系統(tǒng) 當(dāng)外 部事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時 能夠?qū)ζ溆枰越邮詹⒁宰銐蚩斓乃俣冗M行 處理 所得結(jié)果能夠在規(guī)定的時間內(nèi)控制產(chǎn)生過程或?qū)刂茖ο?做出快速響應(yīng) 并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)運行的操作系統(tǒng) 組成 數(shù)據(jù)采集 加工處理 操作控制 反饋處理 3 3 三種典型的實時系統(tǒng) 三種典型的實時系統(tǒng) 過程控制系統(tǒng) 生產(chǎn)過程控制 信息查詢 系統(tǒng) 情報檢索 事務(wù)處理系統(tǒng) 銀行業(yè)務(wù) 4 4 什么是 什么是多道程序設(shè)計多道程序設(shè)計 多道程序設(shè)計技術(shù)有什么特點 多道程序設(shè)計技術(shù)有什么特點 答 多道 程序設(shè)計是允許多個作業(yè) 程序 同時進入計算機系統(tǒng)的主存并啟動 交替計算的方法 主存中多個相互獨立的程序均處于開始和結(jié)束之 間 從宏觀上看是并行的 躲到程序都處于運行過程中 但尚未運 行結(jié)束 從微觀上看是串行的 各道程序輪流占用 CPU 以交替進行 引入多道程序設(shè)計 可以提高 CPU 的利用率 充分發(fā)揮計算機硬部 件的并行性 5 分時與批處理操作系統(tǒng)的區(qū)別 分時與批處理操作系統(tǒng)的區(qū)別 目標(biāo)不同 適應(yīng)作業(yè)的性質(zhì)不同 資源使用率不同 作業(yè)控制方式不同 7 7 核心態(tài)和用戶狀態(tài) 核心態(tài)和用戶狀態(tài) 當(dāng)處理器處于核心態(tài)時 CPU 運行可信軟件 硬件允許執(zhí)行全部機器指令 可以訪問所有主存單元和系統(tǒng)資源 并具有改變處理器狀態(tài)的能力 當(dāng)處理器處于用戶態(tài)時 CPU 運行 非可信軟件 程序無法執(zhí)行特權(quán)指令 且訪問權(quán)限僅限于當(dāng)前 CPU 上進程的地址空間 這樣就能防止內(nèi)核受到應(yīng)用程序的侵害 9 線程的組成和狀態(tài) 線程的組成和狀態(tài) 線程的組成 1 線程的唯一標(biāo)識符及線 程狀態(tài)信息 2 未運行時所保存的線程上下文 可以把線程看成 進程中一個獨立的程序計數(shù)器 3 核心棧 在核心態(tài)工作時保存 參數(shù) 在函數(shù)調(diào)用時的返回地址 等等 4 用于存放線程局部變 量和用戶棧的私有存儲區(qū) 線程的狀態(tài) 運行 就緒和等待 11 試說明進程的互斥和同步兩個概念之間的異同 進程的互斥是 解決進程間競爭關(guān)系 間接制約關(guān)系 的手段 進程互斥是指若干 個進程要使用同一資源時 任何時刻最多允許一個進程去使用 其 它要使用該資源的進程必須等待 直到占有資源的進程釋放該資源 進程的同步是解決進程間協(xié)作關(guān)系 直接制約關(guān)系 的手段 進程 同步指兩個以上進程基于某個條件來協(xié)調(diào)它們的活動 一個進程的 執(zhí)行依賴于另一個協(xié)作進程的消息或信號 當(dāng)一個進程沒有得到來 自于另一個進程的消息或信號時則需等待 直到消息或信號到達才 被喚醒 12 解釋進程的競爭關(guān)系和協(xié)作關(guān)系 競爭關(guān)系 系統(tǒng)中的多個進 程之間彼此無關(guān) 它們并不知道其它進程的存在 并且也不接受其 它進程執(zhí)行的影響 協(xié)作關(guān)系 某些進程為完成同一任務(wù)需要分工 協(xié)作 由于合作的每一個進程都是獨立地以不可預(yù)知的速度推進 這就需要相互協(xié)作的進程在某些協(xié)調(diào)點上協(xié)調(diào)各自的工作 當(dāng)合作 進程中的一個到達協(xié)調(diào)點后 在尚未得到其伙伴進程發(fā)來的消息或 信號之前應(yīng)阻塞自己 知道其它合作進程發(fā)來協(xié)調(diào)信號或消息后方 被喚醒并繼續(xù)執(zhí)行 這種協(xié)作進程之間相互等待對方消息或信號的 協(xié)調(diào)關(guān)系稱為進程同步 13 SPOOLing 外部設(shè)備聯(lián)機并行操作 組成及工作原理 SPOOLing 稱為假脫機 即在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作 主要 分成三部分 輸出井 輸入井 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) 緩輸入 進程 spi 緩輸出進程 spo 和井管理程序 進程 spi 模擬脫機輸入 時的外圍控制機 將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備通過輸入緩沖區(qū)傳 送到輸入井 當(dāng) CPU 需要數(shù)據(jù)時 直接沖輸入井中送入內(nèi)存 Spo 進程模擬脫機輸出時的外圍控制機 吧用戶的數(shù)據(jù)