操作系统第2章
操作系统第二章总结
第二章
多道程序目的：是为了提高系统利用率和增强系统的处理能力。
程序的特点：1）执行并发性（独立程序轮流占用CPU，而且同时处于活动状态）
2) 相互制约性（A—>B,B—>A间接：A—>B—>C直接）
3）状态多变性
并发并行的区别：并发宏观上看同一时间内多个程序一起运行
微观上是多个程序轮流执行
并行：多个程序真正在同一时间内一起运行
进程的定义：指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程，是系统进行资源分配和运行调度的一次独立单位
※进程与程序的关系：进程是执行过程，程序是进程的基础；
进程是动态的过程，程序是静态的；
不同进程可以执行同一程序；
进程有生命周期;
进程有并发性；
进程间会相互制约
系统进程与用户进程的区别：1）系统的相互关系由操作系统负责协调，用户则由用户自己
2）系统进程可以管理软，硬件的资源，但用户对某种资源需向系统申请
3）系统优先级高
4）系统进程运行在核心态，用户进程运行在用户态
※进程的状态和状态变迁：创建，运行，就绪，阻塞，撤销
就绪/挂起（进程在外存）阻塞/挂起（进程在外存）
进程控制块PCB：进程的唯一标识标识信息
现场保护区信息
调度信息
管理信息
原语：进程的创建和撤销，进程的阻塞与唤醒，进程的挂起与激活
线程：指进程中实施处理机调度和分配的基本单位
线程优点：1）线程在进程内共享程序和资源，无需进行资源分配。
2）同一进程中的不同线程的切换是在其地址中进行的
3）线程可以在进程中访问该进程的所有资源，不用进行切换
4）同进程的线程可以相互共享资源，不用通过系统内核。
第二章 操作系统
进程通信 进程之间的联系称之为进程通信，用通信原语进行描述。进程 间的基本关系是同步和互斥两种。同步反映了进程间的合作关 系，同步的例子是一个进程需要以另一个进程的输出作为自己 的输入。互斥反映了进程间的竞争关系，互斥的例子是两个进 程可能同时使用同一资源。
死锁 当两个或两个以上的进程因争用系统资源而无休止地互相等待 时，就发生进程死锁，这是系统的一种出错状态，应采取预防 措施避免出现死锁现象。 预防死锁的方法有：静态预先分配所有资源法、有序资源分配 法和受控资源分配法。
网络操作系统（Network operating system）：运 行在局域网上的操作系统。目前，常用的网络操 作系统有NetWare和Windows NT等。 分布式操作系统（Distributed operating system）： 通过网络将物理上分布的具有自治功能的计算机 系统或数据处理系统互连，实现信息交换和资源 共享，协同完成任务。 单用户操作系统（Single-user operating system）：按同时管理的作业数，单用户操作系 统可分为单用户单任务操作系统和单用户多任务 操作系统。单用户单任务操作系统只能同时管理 一个作业运行，CPU运行效率低，如DOS；单用 户多任务操作系统允许多个程序或作业同时存在 和运行。
操作系统的组成
进程管理
进程是是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的 独立单位。 进程与程序具有不同的属性，概括如下： 程序是指令的集合，进程是指令的执行； 程序是静态的概念，进程是动态的概念； 程序存储需要介质，进程执行需要处理机； 程序是永存的，进程的生命是有限的。 进程由三部分组成：进程控制块、程序和数据的集合。
精编1郭要丹操作系统第二章
1，什么是前趋图？为什么要引入前趋图？所谓的前趋图，是指一个有向无循环图，可记为DAG，它用于描述进程之间执行的先后顺序。
为了能够更好地描述程序的顺序和并发执行情况，引入了前趋图。
2，试画出下面四条语句的前趋图：S1: a=x+y;S2: b=z+1;S3: c=a-b;S4: w=c+1.3，在这些并发执行的程之间形成了相互制约的关系。
而相互制约将导致并发程序具有“执行——暂停——执行”这种间断性的活动规律。
4，程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？当系统中存在着多个可以并发执行的程序时，系统中的各种资源将为它们所共享，而这些资源的状态也由这些程序来改变，致使其中任一程序在运行时，其环境都必然会受到其他程序的影响。
例如，当处理机已被分配给某个程序运行时，其它程序必须等待，显然，程序已经失去了封闭性。
程序在并发执行时，由于失去了并发性，其计算结果必将与并发程序的执行速度有关，从而使程序的执行失去了可再现性。
换而言之，程序经过多次执行后，虽然将它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却各不相同。
5，在操作系统中为什么要引入进程的概念？它会产生什么样的影响？在多道程序环境下，程序的执行属于并发执行，此时它们将失去封闭性，并且具有间断性，以及其结果不可再现性的特征，这也就决定了通常的程序是不能够参与并发执行的，否则，程序的运行也就失去了意义，为了能够使程序并发执行，并且可以对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了“进程”的概念。
影响：是程序的并发得意执行。
6，试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。
动态性：进程的实质是进程实体的执行过程，因此动态性就是进程最基本的特征。
还表现在：“它由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡。
”可见，进程实体具有一定的生命期，而程序则只是一组有序指令的集合，并存放于某种介质上，其本身并不具有活动的含义，因而是静态的。
并发性：是指多个进程实体可以同时存在于内存之中，且能在一段时间内同时运行。
第2章 操作系统知识
第二章操作系统1、操作系统的主要功能包括哪些？答：操作系统的主要功能包括：处理器管理（处理中断事件、处理器调度）、存储管理（存储分配、存储共享、存储保护、存储扩充）、设备管理、文件管理、作业管理、网络和通信管理。
2、试比较批处理和分时操作系统的不同点？答：批处理操作系统的主要特征：用户脱机工作、成批处理作业、多道程序运行、作业周转时间长；分时操作系统的主要特征：同时性、独立性、及时性、交互性。
3、进程最基本的状态有哪些？哪些事件可能引起不同状态之间的转换？答：（1）进程最基本的状态：运行态、就绪态、等待态。
（2）当进程被选中时，就绪态变为运行态；当进程遇到中断时，运行态变为等待态；当等待事件结束时，等待态变为就绪态；当进程即将运行时遇到外部事件的响应，进程由运行态变为就绪态。
4、试说明进程的互斥和同步两个概念之间的区别？答：进程的互斥和同步两个概念之间的区别：主要是进程对于资源的使用是出于竞争还是协作的关系。
5、什么是临界区和临界资源？对临界区管理的基本原则是什么？答：（1）临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。
进程对临界区的访问必须互斥，每次只允许一个进程进去临界区，其他进程等待。
（2）临界资源：指每次只允许一个进程访问的资源，分硬件临界资源、软件临界资源。
（3）临界区管理的基本原则是：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。
②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。
如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。
④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。
6、试比较分页式存储管理和分段式存储管理？答：页和分段系统有许多相似之处，但在概念上两者完全不同，主要表现在：（1）页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。
第2章 操作系统用户界面
2.4 Linux 和Windows的命令控制界 面2.4.2 Windows的命令控制界面
使用方式： （1）直接在命令行输入命令，如 systeminfo&mem 显示当前系统的属性、配置等，然后显示当前内存 使用情况。 新建exam1.bat （2）使用批处理
@echo off mkdir test echo hello pause
低档PC机
主机
公用存储器 低档PC机 直接耦合方式
2.2 一般用户的输入输出界面 2.2.3 一般用户的输入输出方式
4.SPOOLING系统 又可译为外围设备同时联机操作。 在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或 DMA器件和主机与外存连接起来。 作业的输入输出过程由主机中的OS控制。OS中 的输入程序包含两个独立过程： 从外部设备把信息读入缓冲区； 写过程，负责把缓冲区的信息送到外存输入井中。 外围设备——各种终端、其他输入设备，如读卡 机等。
# vi file.c # gcc -o file file.c #vi infile (输入需复制的内存) # ./file
#ls
2.6 Linux 和Windows的系统调用 2.6.2Windows的系统调用
系统调用被进一步编写成不同的库函数后放入动 态链接库DLL中。 这些库函数构成了Windows操作系统提供给程序 员的编程界面。这个编程界面被称为应用编程接 口API。 常用的API函数调用分为5类： 窗口管理类 图形设备接口（GDI）类 系统服务类 国际特性类 网络服务类
2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面
计算机操作系统原理 第二章 进程描述与控制
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两个并发程序方案
设有一台标准输入设备（键盘），和一台标准 输出设备（显示器或打印机），输入程序负责 从标准设备中读取一个字符，送缓冲区中。输 出程序从缓冲区中取数据，送标准设备输出。
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两个并发程序方案
f
标准输入 （键盘）
输入程序 缓冲区 输出程序
g
标准输出 （打印机）
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两个并发程序方案
6
前趋图
前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记 为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行 的前后关系。 结点：一个程序段或进程，乃至一条语句
有向边：偏序或前趋关系
把没有前趋的结点称为初始结点(Initial Node) 没有后继的结点称为终止结点(Final Node) 每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示该结点 所含有的程序量或结点的执行时间。
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进程状态模型
进程状态转换
原状态 创建 OS根据作业控制请求； 分时系统用户登录； 进程产生子进程而创 建进程 转换后状态 运行 × 就绪 × 阻塞 × 终止 ×
创建
×
×
OS准备运 行新的进 程
×
×
（转下表）
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进程状态模型
原状态 创建 运行 × 运行 × 转换后状态 就绪 超时；OS服务 请求；OS响应 具有更高优先 级的进程；进 程释放控制 阻塞 OS服务 请求； 资源请 求；事 件请求 终止 进程完 成，进 程夭折
2.5 进程同步 2.6 经典进程的同步问题 2.7 管程机制 2.8 进程通信
3
2.1 进程描述
2.1.1 程序的顺序执行 2.1.2 程序的并发执行 2.1.3 进程的定义
操作系统原理教程第2章
超线程的工作
– 超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器,应用程序
不须修正就可使用这两个逻辑处理器. – 每个逻辑处理器都可独立响应中断.第一个逻辑处理器 可追踪一个软件线程,而第二个逻辑处理器则可同时追 踪另一个软件线程. – 由于两个线程共同使用同样的执行资源,因此不会产生 一个线程执行的同时,另一个线程闲置的状况.
要进行合理的控制和协调才能正确执行
资源共享关系 相互合作关系
进程的同步与互斥
进程同步与互斥的概念 进程同步机制应遵循的原则 利用锁机制实现同步
进程同步与互斥的概念
临界资源
– 在系统中有许多硬件或软件资源,在一段时间内只允许一个进程访
问或使用,这种资源称为临界资源.
临界区
– 每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
信号量的操作
(1)P操作:记为P(S),描述为:
– – – – – – – –
P(S) { S=S-1; if (S<0) W(S); } V(S) { S=S+1; if (S<=0) R(S); }
(2)V操作:记为V(S),描述为:
利用PV操作实现互斥 利用PV操作实现互斥
概念:
– 互斥信号量是根据临界资源的类型设置的.有几种
进程的定义
– 一个程序在一个数据集合上的一次运行过程.所以
一个程序在不同数据集合上运行,乃至一个程序在 同样数据集合上的多次运行都是不同的进程.
进程的特征
– – – – –
动态性 并发性 独立性 异步性 结构性
进程的状态
进程的三种基本状态 进程的其它两种状态 进程状态间的转换
进程的三种基本状态
就绪状态
– 【例2-5】有4位哲学家围着一个圆桌在思考和进餐,
第2章(win10版)操作系统
存储器管理（内存分配） 文件管理（文件目录、文件组织、文件操
作和文件保护） 设备管理
早期操作系统的分类
批处理操作系统（不再干预、不具有交互性、提 高CPU的利用率）
分时操作系统（多个用户共享计算机） 实时系统（及时响应外部事件）
2.1.3 典型操作系统介绍
1.DOS简介 DOS（Disk Operation System,磁盘操作系统）
是一种单用户、单任务的计算机操作系统。
2.Windows简介
Windows是Microsoft公司在20世纪80年代末推出的基 于图形的、多用户多任务图形化操作系统,
对计算机的操作是通过对“窗口”、“图标”、 “菜单”等图形画面和符号的操作来实现的。用户的 操作不仅可以用键盘，更多的是用鼠标来完成。
1993年Windows NT 3.1发布，这个产品是基于 OS/2 NT的基础编制的，由微软和IBM联合研制。
1995年推出了全新的真正脱离DOS平台的 Windows 95,Windows 95是一个混合的16位/32 位Windows系统，其版本号为4.0，由微软公司 发行于1995年8月24日。
系统属性设置（远程设置）
1
将远程协助功能取消, 不允许远程连接到此计
算机。
2Байду номын сангаас
将所有磁盘状态设为关 闭。
系统属性设置（隐藏文件夹显示设置）
1. 查看--选项
2. 选择常规,在快速访 问中不显示最近使用 的文件 和常用文件夹
3. 选择查看,显示所有 的隐藏文件或文件夹
系统特色：虚拟桌面
windows10新增了Multiple Desktops功能 。该功能可让用户在同个操作系统下使 用多个桌面环境,即用户可以根据自己的 需要，在不同桌面环境间进行切换。微 软还在“Taskview”模式中增加了应用 排列建议选择——即不同的窗口会以某