处理机管理的主要功能
操作系统五大管理功能包括哪些
操作系统五大管理功能包括哪些操作系统的五个基本管理功能你知道是什么呢?下面由小编整理了操作系统五大管理功能包括哪些的相关知识，希望对你有帮助。
操作系统五大管理功能包括哪些1) 设备管理：主要是负责内核与外围设备的数据交互，实质是对硬件设备的管理，包括对输入输出设备的分配，初始化，维护与回收等。
例如管理音频输入输出。
2) 作业管理：这部分功能主要是负责人机交互，图形界面或者系统任务的管理。
3) 文件管理：这部分功能涉及文件的逻辑组织和物理组织，目录结构和管理等。
从操作系统的角度来看，文件系统是系统对文件存储器的存储空间进行分配，维护和回收，同时负责文件的索引，共享和权限保护。
而从用户的角度来说，文件系统是按照文件目录和文件名来进行存取的。
4) 进程管理：说明一个进程存在的唯一标志是pcb(进程控制块)，负责维护进程的信息和状态。
进程管理实质上是系统采取某些进程调度算法来使处理合理的分配给每个任务使用。
5)存储管理：数据的存储方式和组织结构。
补充：操作系统的四大类操作系统的类型也可以分为几种：批处理系统，分时操作系统，实时操作系统，网络操作系统等。
下面将简单的介绍他们各自的特点：1) 批处理系统：首先，用户提交完作业后并在获得结果之前不会再与操作系统进行数据交互，用户提交的作业由系统外存储存为后备作业;数据是成批处理的，有操作系统负责作业的自动完成;支持多道程序运行。
2) 分时操作系统：首先交互性方面，用户可以对程序动态运行时对其加以控制;支持多个用户登录终端，并且每个用户共享CPU和其他系统资源。
3) 实时操作系统：会有时钟管理，包括定时处理和延迟处理。
实时性要求比较高，某些任务必须优先处理，而有些任务则会被延迟调度完成。
4) 网络操作系统：网络操作系统主要有几种基本功能(1) 网络通信：负责在源主机与目标主机之间的数据的可靠通信，这是最基本的功能。
(2) 网络服务：系统支持一些电子邮件服务，文件传输，数据共享，设备共享等。
处理机管理有哪些主要功能
1、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。
进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。
通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
处理机调度：（1）作业调度。
从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）。
（2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行。
2、前趋图是一个有向无循环图，记为DAG，用于描述进程之间执行的前后关系。
3、试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。
作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。
OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理4、试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源2）执行状态→就绪状态：时间片用完3）执行状态→阻塞状态：I/O请求4）阻塞状态→就绪状态：I/O完5、为什么要在OS 中引入线程？在操作系统中引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性，提高CPU的利用率。
进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位。
6、试说明线程具有哪些属性1)轻型实体2）独立调度和分派的基本单位3）可并发执行4）共享进程资7、试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较1）调度性。
线程在OS 中作为调度和分派的基本单位，进程只作为资源拥有的基本单位。
2）并发性。
进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。
3）拥有资源。
进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不可少的资源，本身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。
操作系统课程的主要内容
操作系统课程的主要内容1、操作系统的发展，分类，特征，功能，结构，内核，多道程序设计，并发，处理机状态等等。
2、功能主要有：(1)处理机管理：可归结为进程管理，包括以下方面–进程控制。
创建进程，撤销进程，控制进程的运行状态转换。
–进程调度。
从就绪的进程队列中选择一进程并把处理机分配给它，设置现场并是指投入运行。
–进程同步。
设置进程同步信息，以协调系统中各进程的运行。
–进程通信。
负责进程间的信息交换。
–死锁。
死锁如何解决的各种方法。
–线程。
线程的实现方式，和进程的关系。
(2)存储管理：为多道程序的运行提供良好的环境，并提高利用率，包括以下方面：地址重定位。
实现逻辑地址到物理地址的转换。
存储分配。
为每道程序分配内存空间，并在作业结束后收回其所占用内存。
存储保护。
保证每道程序之间不能互相侵犯，尤其是不能侵犯操作系统。
存储扩充。
通过建立虚拟存储系统来实现内存逻辑上的扩充。
(3)设备管理：设备管理的主要目标是方便的设备使用、提高CPU与I/O设备利用率。
主要包括：缓冲管理：设立I/O缓冲区，并对缓冲区进行有效管理。
设备分配：按一定策略和设备使用情况，分配并回收设备。
设备处理：即设备驱动程序，实现CPU和设备控制器之间的通讯等。
设备独立性和虚拟设备：独立性指应用程序独立于物理设备，使用户编程与实际使用的设备无关，增强了可移植性。
虚拟设备指将低速的设备改造为高速的共享设备。
(4)信息管理（文件系统管理）：对用户文件和系统文件进行管理，解决文件资源的存储、共享、保密和保护。
包括以下方面：目录管理：为每一文件建立目录项，并对目录实施有效的组织与管理。
文件的读写管理和存取控制：解决信息安全问题。
系统设口令“哪个用户”、用户分类“哪个用户组”、文件权限“针对用户或用户组的读写权”。
文件存储空间管理：解决如何存放信息，以提高空间利用率和读写性能。
软件管理：软件的版本、相互依赖关系、安装和拆除等。
(5)用户接口目标是提供一个友好的用户访问操作系统的接口。
处理机管理
New
A
Suspend
Ready Suspend
Activate
Admit
i dm
t
Suspend
Ready
Dispatch Timeout
Running
Release
Exit
Event Occurs
Event Occurs
t en t Ev ai W
Blocked Suspend
Activate
1. 时间片轮转算法
• 将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则，排成 一个队列。 • 每次调度时将CPU分派给队首进程，让其执行 一个时间片。时间片的长度从几个ms到几百ms。 • 在一个时间片结束时，发生时钟中断。 • 调度程序据此暂停当前进程的执行，将其送到 就绪队列的末尾，并通过上下文切换执行当前 的队首进程。 • 进程可以未使用完一个时间片，就出让CPU （如阻塞）。
3. SJF的变型
• "最短剩余时间优先"SRT(Shortest Remaining Time)
– 允许比当前进程剩余时间更短的进程来抢占
• "最高响应比优先"HRRN(Highest Response Ratio Next)
– 响应比R = (等待时间 + 要求执行时间) / 要求 执行时间 – 是FCFS和SJF的折衷
返回
4.2.1 先来先服务 (FCFS, First Come First Service)
这是最简单的调度算法，按先后顺序进行调度。
1. FCFS算法
• 按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序， 分派CPU； • 当前作业或进程占用CPU，直到执行完或阻塞， 才出让CPU（非抢占方式）。 • 在作业或进程唤醒后（如I/O完成），并不立即 恢复执行，通常等到当前作业或进程出让CPU。 最简单的算法。
操作系统五大管理功能
操作系统五大管理功能操作系统的五大管理功能是基本功能，也是重要功能。
下面由店铺为大家整理了操作系统的五大管理功能的相关知识，希望对大家有帮助!操作系统五大管理功能系统是管理和控制计算机系统中的所有硬件、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
计算机系统的主要硬件资源有处理器、存储器、外部设备，软件资源以文件形式存在外存储器上。
因此从资源管理和用户接口的观点上看，操作系统具有处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和提供用户接口的功能。
操作系统五大管理功能之1.处理机管理计算机系统中处理机是最宝贵的系统资源，处理机管理的目的是要合理地按的时间，以保证多个作业能顺利完成并且尽量提高CPU的效率，使用户等待的时间最少。
操作系统对处理机管理策略不同，提供作业处理方式也就不同，例如，批处理方式、分时处理方式和实时处理方式。
操作系统五大管理功能之2.存储管理存储管理的主要工作是对内存储器进行合理分配、有效保护和扩充。
操作系统五大管理功能之3.设备管理当用户程序要使用外部设备时，设备管理控制(或调用)驱动程序使外部设备工作，并随时对该设备进行监控，处理外部设备的中断请求等。
操作系统五大管理功能之4.文件系统管理以上三种管理都是针对计算机的硬件资源的管理。
文件系统管理则是对软件资源的管理。
为了管理庞大的系统软件资源及用户提供的程序和数据，操作系统将它们组织成文件的形式，操作系统对软件的管理实际上是对文件系统的管理。
操作系统五大管理功能之5.用户接口计算机用户与计算机的交流是通过操作系统的用户接口(或称用户界面)完成的。
操作系统为用户提供的接口有两种，一是操作界面;二是操作系统的功能服务界面。
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操作系统的处理机管理功能概要
交通计算机 翟高寿
第4页共6页ห้องสมุดไป่ตู้
进程通信
主要任务 进程（或线程）间信息交换
进程通信方式 共享存储器 管道方式 消息传递系统 A. 消息缓冲队列 B. 邮箱
交通计算机 翟高寿
第5页共6页
知行合一， 开拓进取！
操作系统的处理器管理功能概要■
交通计算机 翟高寿
第6页共6页
操作系统的处理器管理 功能概要
交通 计算机
翟高寿
第1页共6页
处理器调度
作业调度 作业后备队列 作业选择与资源分配 调入内存与建立进程
进程调度 就绪进程队列 进程选择与处理机分配 设置运行现场与启动运行
调度算法 先来先服务/优先权高者优先调度算法
交通计算机 翟高寿
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进程控制
主要任务 创建进程 撤销进程 进程状态转换
进程控制机制 原语 进程&线程
交通计算机 翟高寿
第3页共6页
进程同步
主要任务 进程/线程并发执行协调 互斥/同步方式 临界资源&临界区
进程同步机制 开/关锁原语 信号量机制 管程
计算机操作系统 第四版 课后习题答案
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．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？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．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？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，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。
处理机管理的主要功能23页PPT
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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1.4 操作系统功能
❖ 1.4.1 处理机管理 ❖ 1.4.2 存储管理 ❖ 1.4.3 设备管理 ❖ 1.4.4 文件管理 ❖ 1.4.5 用户接口
设备管理
❖ 主要任务：完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设 备，提高CPU和I/O设备的利用率。
❖ 缓冲管理：管理好各类型的缓冲区，以缓和CPU和I/O 设备速度不匹配的矛盾
❖ 设备分配：根据用户的I/O请求，为之分配其所需的设 备。
❖ 设备处理：基本任务是实现CPU和设备之间的通信。 ❖ 虚拟设备：把每次只允许一个进程使用的物理设备变
脱机批处理
操作系统的特征
❖ 并发：指两个或两个以上事件在同一时间间 隔内发生。（与“并行”的区别）
❖ 共享：指系统中硬件和软件资源可为多 个用 户同时使用（互斥共享、同时访问）
❖ 虚拟：指物理上的一个实体变成逻辑上的多 个对应物。
❖ 异步性：指内存中的多个进程均按照各自独 立的、不可预知的速度向前推进。
❖ 文件的读、写管理：进行读写文件时，系统根据用户给出的 文件名去减缩文件目录，从中获得文件在外存中的位置，然 后利用文件读写指针，对文件进行读写，一旦读写完成便修 改读写指针，为下一次读写做准备。
编译程序
操作系统
解释程序
系统软件 语言处理系统 汇编程序
常用的例行程序 库连接程序
等
计算机软件
序
连接编译程
程序
诊断排错
应用软件 ：火车售票系统、超市管理系统
硬件和软件的关系
裸机：没有配置任何软件的计算机
软件是在硬件基础之上对硬件的性能加以扩充和完善
＋ 有定点运算
功能的计算机
浮点运算软件
可以进行浮点运算
❖ 地址映射：在多道环境下，地址空间中的逻辑地址和内存空 间中的物理地址是不可能一致的。地址映射实现它们之间的 转换。
❖ 内存扩充：借助于虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量。 若内存中已没有足够的空间来装入调入程序的时候，系统能 将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调道磁盘上，腾出 更多的内存空间。
微机操作系统
❖ 单用户单任务OS：只允许一个用户上机、且 只允许用户程序作为一个任务运行。最具代表 性的是CP/M和MS-DOS。
❖ 单用户多任务OS：只允许一个用户上机、但 允许将一个用户程序分为若干个任务，使它们 并 发 执 行 。 最 具 代 表 性 的 是 OS/2 和 MSWINDOWS。
换为多个对应的逻辑设备，提高了设备的利用率，使 每个用户感觉自己在独占该设备。
文件管理
❖ 主要任务：是对用户文件和系统文件进行管理，方便用户的 使用。
❖ 文件存储空间的管理：为每个文件分配必要的外存空间，提 高外存的利用率。（一般以盘块为基本分配单位，通常512字 节～4K字节）
❖ 目录管理：系统为每个文件建立一个目录项，目录项包含文 件名、文件属性、文件在磁盘上的物理位置。用户只需要提 供文件名，对文件进行存取。
操作系统的层次模型
操作系统：
操作系统是计算机的第一个软件，管理和控 制计算机系统中的硬件及软件资源、合理地组 织计算机工作流程，以便有效利用这个资源为 用户提供一个功能强大、使用方便和可扩充的 工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口 作用。
1.2操作系统的形成和发展
计算机发展分为四个阶段： 1946～50年代末：第一代，电子管时代 50年代末～60年代中：第二代，晶体管时代 60年代中～70年代中：第三代：集成电路时代 70年代中期～至今：第四代：大规模、超大规模集成
虚拟机：一个裸机在每加上一层软件后，就变成了一
个功能更强的机器，我们把这种“功能更强 经过扩充后，一 个实际的处理器就可以扩充成多个虚拟机，使得每 一个用户都拥有一个处理机
应用程序
调试程序 调试程序 编译程序 汇编程序 操作系统 裸机
调试程序 解释程序
处理机管理
❖ 主要任务：是对处理机进行分配，并对其运行进行有效控制和管 理。在多道程序环境下，处理机的分配和运行都是以进程为基本 单位。
❖ 进程控制：多道程序环境下，要使作业运行，必须先为它创建一 个或几个进程，并给它分配必要的资源。进程结束的时候要立即 撤消这个进程，以便收回该进程所占用的各类资源，进程控制的 主要任务就是为作业创建进程，撤销已结束的进程以及控制进程 在运行中的状态转换
❖ 进程同步。进程是以异步方式进行的，运行的速度不定。进程同 步的主要任务是对诸进程的运行进行协调。
进程互斥方式 进程同步方式
❖ 进程通信：多道程序环境下，可由系统为应用程序建立多个进程。 这些进程相互合作共同完成同一任务，在这些相互合作的进程之 间需要交换信息。例如：三个相互合作的进程：输入进程、计算 进程、打印进程。
❖ 调度：从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一进程，把处 理机分配给它。
存储管理
主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，提高 存储器的利用率
❖ 内存分配：为每道程序分配内存空间，减少不可用的内存空 间。
❖ 内存保护：确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行， 互不干扰。（设置两个界限寄存器。存放正在之行程序的上 界和下界。）
电路时代
❖ 手工操作阶段（第一代电子计算机）
计算速度慢（几千次每秒），没有操作系统甚至没有任何软件 用户200独2年占8月计30算日，机我，国完联想全集手团工退出操“作深腾”超级计算机，运算速度可达1.027 纸带（卡片万）亿次输，达入到机目前50计0名算超机级计算机打排印行输榜中出的结第果24位 取走纸带
就在前一周，日本研制成功演算速度每秒85.1万亿次杜超级计算机，称为目前
1个程序 计算机（一千世界次上/最秒快）的计3算0分机。钟完成 手工卸下3分钟 计算机（一万次/秒） 3分钟完成 手工卸下3分钟
于是出现了“早期的批处理”系统 ❖ 早起批处理系统（第二代计算机）
把若干个作业合成一批，调入计算机执行，完成后再调入下一 批作业 早期的批处理： 联机批处理