03.(第三章)：操作系统【2326】
计算机操作系统(汤小丹第三版)第3章 处理机调度与死锁
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Ci P N i 1 i
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第三章 处理机调度与死锁
3.3.2 实时调度算法的分类
1、非抢占式调度算法
图 3-8 非抢占式实时进程调度
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第三章 处理机调度与死锁
2、抢占式调度算法
图 3-8 抢占式实时进程调度
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第三章 处理机调度与死锁
3.4.3 常用的几种实时调度算法
1、 最早截止时间优先即EDF(Earliest Deadline First)算法
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第三章 处理机调度与死锁
3.2.2 选择调度方式和调度算法的若干准则
（1）周转时间：从作业提交给系统开始，到作业完成 这段时间间隔。
1 i （2）平均周转时间： T Ti n i 1
W0 T
（3）带权周转时间：作业周转时间T与系统为它提供 的服务时间TS之比：
（1）非抢占方式(Non-preemptive Mode) 引发调度的事件： ① 正在执行的进程执行完毕； ② 发生某事件而不能再继续执行；
③ 执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行；
④ 执行了某种原语操作。 特点：实现简单、系统开销小，适用于大多数的批 处理系统环境，难以满足紧急任务的要求。
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第三章 处理机调度与死锁
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第三章 处理机调度与死锁
3.3.2 高优先权优先调度算法
1、优先权调度算法的类型 （1）非抢占式优先权算法 主要用于批处理系统中； （2） 抢占式优先权调度算法 能更好地满足紧迫作业的要求，常用于要求比较 严格的实时系统中， 以及对性能要求较高的批处理系统 和分时系统中。
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第三章 处理机调度与死锁
进程调度
CPU
计算机操作系统(第3版)课后习题答案(完整版)【精选文档】
第一章1．设计现代OS的主要目标是什么？答：(1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：（1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；(3）器件的不断更新换代；(4)计算机体系结构的不断发展。
5．何谓脱机I/O和联机I/O?答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在:CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业.7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户.解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
02323操作系统概论资料
不会出现综合题选择/填空/简答题型为主.什么是操作系统操作系统OS 是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、数据初始化文件的集合、可执行。
操作系统提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源。
操作系统是覆盖在裸机上的第一层软件、编译程序、数据库管理系统及其他应用程序都运行在操作系统之上，操作系统为这些软件提供运行环境。
一、用户与硬件之间的接口接口是两个不同组成部分的交接面，分为硬件接口和软件接口。
计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的。
应用程序在操作系统上运行，对硬件的控制过程都封装在操作系统的核心程序中。
有操作系统对硬件的抽象，且操作系统为应用程序提供运行环境，在操作系统上编写和运行应用程序就简单了。
操心系统屏蔽了对硬件操作的细节，提供了计算机用户与计算机硬件之间的接口，并通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。
操作系统必须完成两个主要目标如下：(1)与硬件部分相互作用，为包含在硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务。
(2)为运行在计算机系统上的应用程序提供执行环境。
二、资源的管理者现代计算机系统支持多任务，允许在同一系统内同时驻留多个应用程序。
多个应用程序共同使用计算机软硬件资源时，需要操作系统对这些资源进行有效的管理。
操作系统的主要功能：1.处理机管理程序的执行须依靠处理机，任意时刻处理机都只能执行一个程序流。
在单处理机系统中执行多个程序流，须由操作系统的处理机调度程序来管理处理机的分配，以使多个程序共享处理机，从宏观上看多个程序能同时顺序执行。
2.内存管理在多任务系统中，内存可被多个应用程序共同占用，如何分配内存（为多个应用程序分配内存并使不同应用程序的地址空间互不干扰），如何回收内存，以及完成逻辑地址到物理地址的转换，以上都是内存管理要完成的功能。
3.设备管理设备管理主要完成接受用户的IO请求，为用户分配IO设备、管理IO缓存和驱动IO设备等功能。
操作系统课件-OS-第三章-第3章-3.3+3.4
不能满足紧迫性作业要求
“短”值得怀疑
2021/3/18
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3.3.2 高优先权优先调度算法
1．优先权调度算法的类型
为了照顾紧迫型作业，使之在进入系统后便获得优先处 理，引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于 批处理系统中，作为作业调度算法，也作为多种操作系统中 的进程调度算法，还可用于实时系统中。当把该算法用于作 业调度时，系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作 业装入内存。
2021/3/18
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2) 抢占式优先权调度算法
在这种方式下，系统同样是把处理机分配给优先权最高 的进程，使之执行。但在其执行期间，只要又出现了另一个 其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程(原 优先权最高的进程)的执行，重新将处理机分配给新到的优先 权最高的进程。
显然，这种抢占式的优先权调度算法能更好地满足紧迫 作业的要求，故而常用于要求比较严格的实时系统中，以及 对性能要求较高的批处理和分时系统中。
短作业插队！
2021/3/18
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SJ(P)F调度算法也存在不容忽视的缺点：
(2) 该算法完全未考虑作业的紧迫程度，因而不能保证 紧迫性作业(进程)会被及时处理。
(3) 由于作业(进程)的长短只是根据用户所提供的估计 执行时间而定的，而用户又可能会有意或无意地缩短其作业 的估计运行时间，致使该算法不一定能真正做到短作业优先 调度。
2021/3/18
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1) 非抢占式优先权算法
在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优 先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成；或 因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机 重新分配给另一优先权最高的进程。
02.(第二章)：操作系统【2326】
管态/目态
中央处理器有两种工作方式
管态
在“管态”下，中央处理器可以执行包含特权指令在内的一切指令。
目态
在目态下，中央处理器不准执行特权指令。
操作系统在管态下工作，用户程序在目态下工作。
存储保护
硬件设置了两个寄存器来限定用户程序执行时可以访问的空间范围。 这两个寄存器是“基址寄存器”和“限长寄存器”。 中央处理器在目态下执行时，只有在判定访问地址符合以下关系时才 允许访问：
同步训练（单项选择题）
9、UNIX系统中，有一个名为proc的shell文件，内容如下：
cc $1 mv a.out $2 $2 这样，使用命令 csh proc prog1 prog2 其意义是
A、对源程序proc进行编译，目标程序名修改为proc1，最后运行目标程 序proc2
B、对源程序proc1进行编译，目标程序名修改为proc，最后运行目标程 序proc2 C、对源程序prog1进行编译，目标程序名修改为prog2，最后运行目标 程序proc D、对源程序prog1进行编译，目标程序名修改为prog2，最后运行目标 程序proc2
基址寄存器的值<=访问地址<=基址寄存器的值+限长寄存器的值 中央处理器在管态下执行程序时，对访问主存的地址不进行核对，以允 许操作系统对各用户程序进行管理和控制。不允许用户随意修改基地址 寄存器和限长寄存器的值。
Diagram 层次结构的最大特点是把整体问题局部化。把一个大型复杂的操作系
全国高等教育自学考试
操作系统 【课程代码：2326】 第二章：计算机系统结构简介
阳老师： apollo_yang@ 电子教室：73582959
计算机系统
【完整】02326操作系统(2017版)课后习题答案
第一章操作系统概论1.什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作用和地位。
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合，他们能够有效地组织和管理计算机中的硬件和软件资源，合理地控制计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，并使整个计算机系统能高效运行。
2.操作系统管理计算机系统的哪些资源？硬件和软件资源。
3.请从资源管理角度说明操作系统的主要功能。
进程管理（处理器管理）、存储管理、文件管理、作业管理、设备管理4.操作系统有哪些基本特征？并发性：计算机系统中同时存在若干个正在运行着的程序。
共享性：操作系统程序和多个用户程序共享系统中的各种资源。
随机性：操作系统的运行是在一种随机的环境下进行的。
5.比较Windows、UNIX、Linux操作系统的体系结构，有什么异同？Windows体系结构是分成的模块系统，主要层次有硬件抽象层HAL、内核、执行体和大量的子系统结合UNIX操作系统的系统架构图，其最里层是硬件，作为整个系统的基础；其次是操作系统内核，包括进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理四个资源管理功能；往外一层是系统调用接口，及操作系统与用户的接口shell以及编译程序等；最外层是应用程序Linux系统有四个主要部分，及内核、shell、文件系统和应用程序6.Android操作系统有什么特点？Android操作系统分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
以Linux为核心的手机操作平台，是一款开放式操作系统。
7.手机操作系统通常提供哪些功能？实时性、可靠性、易于链接8.请叙述各种类型操作系统的工作方式及特点。
一般把操作系统分为三种基本类型：批处理操作系统，分时系统和实时系统(1)批处理操作系统批处理操纵系统分为简单批处理系统和多道批处理系统两种类型。
用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后并不立即将作业输入计算机，而是在收到一定数量的作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
操作系统课件-OS-第三章-第3章-3.+3.2
(2) 作业步(Job Step)。通常，在作业运行期间，每个 作业都必须经过若干个相对独立，又相互关联的顺序加工步 骤才能得到结果，我们把其中的每一个加工步骤称为一个作 业步，各作业步之间存在着相互联系，往往是把上一个作业 步的输出作为下一个作业步的输入。
例如，一个典型的作业可分成三个作业步：
另一种较常用的是基于作业优先级的调度算法，该算法是将外存上 优先级最高的作业优先调入内存；
比较好的一种算法是“响应比高者优先”的调度算法。
2021/3/18
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在批处理系统中，作业进入系统后，总是先驻留在外存的 后备队列上，因此需要有作业调度的过程，以便将它们分批 地装入内存。
然而在分时系统中，为了做到及时响应，用户通过键盘输 入的命令或数据等都是被直接送入内存的，因而无需再配置 上述的作业调度机制，但也需要有某些限制性措施来限制进 入系统的用户数。即，如果系统尚未饱和，将接纳所有授权 用户，否则，将拒绝接纳。
2021/3/18
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每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个JCB，根 据作业类型将它插入相应的后备队列中。
作业调度程序依据一定的调度算法来调度它们，被调度到的 作业将会装入内存。
在作业运行期间，系统就按照JCB中的信息对作业进行控制 。
当一个作业执行结束进入完成状态时，系统负责回收分配给 它的资源，撤消它的作业控制块。
① “编译”作业步，通过执行编译程序对源程序进行编译，产生若 干个目标程序段；
② “连结装配”作业步，将“编译”作业步所产生的若干个目标程 序段装配成可执行的目标程序；
③ “运行”作业步，将可执行的目标程序读入内存并控制其运行。
2021/3/18
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(3) 作业流。若干个作业进入系统后，被依次存放在外 存上，这便形成了输入的作业流；在操作系统的控制下，逐 个作业进行处理，于是便形成了处理作业流。
计算机操作系统操作系统第3章
计算机操作系统操作系统第3章计算机操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
在其众多的章节中，第 3 章通常涵盖了一些关键且基础的概念和功能。
在这一章里，进程管理往往是一个重要的部分。
进程是操作系统中最基本、最重要的概念之一。
简单来说，进程就是正在运行的程序的实例。
每个进程都有自己独立的地址空间、资源和执行状态。
操作系统需要有效地管理这些进程，包括创建进程、终止进程、进程的调度以及进程间的通信等。
进程的创建可能是由于用户请求启动一个新的程序，或者是由于系统自身的需要，比如系统服务的启动。
创建进程时，操作系统需要为其分配必要的资源，如内存空间、CPU 时间等。
而进程的终止则可能是因为程序正常结束、出现错误或者被其他进程强行终止。
进程调度则决定了哪个进程可以获得 CPU 的使用权，从而得以执行。
这需要考虑多个因素，比如进程的优先级、等待时间、占用 CPU 的时间等。
一个好的调度算法能够提高系统的整体性能，使得各个进程都能得到合理的执行机会，避免某些进程长时间等待而导致系统响应迟缓。
进程间的通信也是至关重要的。
在多进程的环境中，进程可能需要相互协作和交换信息。
常见的进程间通信方式包括共享内存、消息传递、管道等。
共享内存允许不同的进程访问同一块内存区域，从而实现数据的共享和交换；消息传递则是通过发送和接收消息来进行通信；管道则是一种单向的通信方式，常用于父进程和子进程之间的通信。
除了进程管理，内存管理也是第 3 章可能涉及的重要内容。
内存是计算机中用于存储程序和数据的重要资源，操作系统需要合理地分配和管理内存，以满足各个进程的需求。
内存分配可以采用静态分配和动态分配两种方式。
静态分配在程序编译时就确定了所需内存的大小，而动态分配则是在程序运行时根据实际需求来分配内存。
动态分配更加灵活，但也需要操作系统进行有效的管理，以避免内存泄漏和内存碎片的问题。
内存保护也是内存管理的一个关键方面。
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进程状态
时间片用完
执行 就绪 进程调度
创建
完成
I/O操作或 其他事件完成
阻塞
等待I/O操作或 其他事件
UNIX进程状态
调度 （被抢先者） 返回 调度 被抢先 睡眠 在主存睡眠 换出 唤醒 睡眠且换出 唤醒 换出 在主存就绪 换进 主存不够 就绪且换出 主存充足 创建 fork
用户态运行 系统调用中断 终止 僵死 核心态运行
UNIX状态
运行状态
进程正占用处理器运行。当进程执行用户程序时在用户态运行；当发生 中断事件或请求系统调用时就要执行系统程序，因而转入核心态运行。
就绪状态
一个进程连续占用处理器一段时间后，就会迫使它让出处理器，由其他 进程抢先运行，被抢先的进程便处于就绪状态。
睡眠状态
进程为了等待某件事件而让处理器进入睡眠状态。
调度次序
处理器的两级调度(作业调度和进程调度) 批处理作业和终端作业 批处理作业可成批进入"输入井"
批处理作业调度的必要条件
批处理作业的调度算法
为每一个作业确定一个优先级，优先级高的作业先被选取。
均衡调度算法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据作业对资源的要求进行分类，作业调度轮流的从不同类的作业中去 挑选作业，使使用不同资源的作业同时执行。
FCFS:先来先服务算法
调度逻辑（假定主存空间100KB）
作业A和作业B装入主存。 作业C到达输入井，内存不能满足--->等待。
创建状态
调用fork创建进程。
僵死状态
进程消亡前的暂时状态。
批处理作业调度
先来先服务算法
按照作业进入输入井的先后次序来挑选作业。
计算时间短的作业优先算法
要求用户对自己的作业需要计算的时间预先作一个估计。
响应比高者优先算法
响应比=等待时间/计算时间。
优先级调度算法
全国高等教育自学考试
操作系统 【课程代码：2326】 第三章：处理器管理
阳老师： apollo_yang@ 电子教室：73582959
课程内容
多道程序设计 进程概述 进程队列
UNIX系统中的进程
中断技术 UNIX系统的中断技术
处理器调度
多道程序设计
让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种 设计技术称“多道程序设计”，这种计算机系统称“多道程序设计系 统”或简称“多道系统”。
对随后到达输入井的D，E。D的内存需求能够满足，装入主存。
主存装入了A,B,D三个作业，占用85KB。还剩15KB，不够装E。 作业A结束，释放空间，两个分散的15KB，不能装C和E。 B执行结束，释放60KB，与作业A归还的空间合并成75KB。 装入C和E。
顺序：ABDCE
多道程序设计
存储保护
在多道程序设计的系统中，主存储器中同时存放了多个作业的程序。为 避免相互干扰，必须提供必要的手段使得在主存储器中的各道程序只能 访问自己的区域。这样，每道程序执行时，都不会破坏其他各道程序和 数据。特别是当某道程序发生错误的时候，也不至于影响其他程序。
程序浮动
在多道程序设计系统中，对程序有一些特殊要求，也就是说，程序可以 随机地从主存的一个区域移动到另一个区域，程序被移动后仍丝毫不影 响它的执行，这种技术称为“程序浮动”。
进程的组成
程序 数据集 进程控制块
进程和程序
每个进程实体中包含了程序段和数据段这两部分，因此说进程与程序 是紧密相关的。但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外， 还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB。
进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；程序是静态的。
多个进程实体可同时存放在内存中并发的执行。 进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位 ，程序部具有PCB，所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。 进程与程序不一一对应。
资源的分配和调度
多道程序设计的系统中必须对各资源按一定的策略进行分配和调度。
进程
进程的定义（领会）
进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单 位。 进程是程序的一次运行 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时发生的活动。 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调 度的一个独立单位。