第2章操作系统基础知识.PDF

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1、 第 2章 操作系统基础知识 大纲要求： 操操操操操操操操，包包操操操操包包包、功功。 处处处处处，包包包包包操包包包、包包包进进、包包进包进进、包包进进、进 号号号 P、 V操操、高高进进高高、死死死死包包操包包包死。 存存处处，包包包存包包、分分存存处处、分分存存处处、分分存存处处死分存 处处死。 设设处处，包包设设包包包、设设分设设设包进进设设、进通、 DMA号与与与与、 假假处死假假进进死。 文文处处，包包文文号文文操操包包包、文文包文文死文文死。 操作处处，包包操作处处包操包包包、操作进进度进进设设、评评操作进进设设 应应包应包度应操操应功包应应。 图图应图图图死操操图设。 2.1

2、操作系统概述 2.1.1 考点辅导 1. 操操操操包操操 操操操操是计设处操操中最重要包操操软文，其他所设包软文都是建立在操操操操之 上包，并在操操操操包操一处处死支持下运行。任何应图都是进过操操操操使应计设处包。 操操操操包操操为：操操操操(Operating System，OS)是计设处操操中包一个操操软文， 它处处死进进计设处操操包硬文死软文资源，合处地文文计设处工操流包，以便设效地利 应这些资源为应图提供一个功功强大、使应图便包工操环境，从而在计设处号应图之进起 到接口包操应。 操操操操包包要任务是使硬文所提供包功力得到充分包利应，支持应应软文包运行并 提供相应包服务。由于操操操操在计

3、设处操操中占据着重要地位，所以它已经成为现代计 设处操操中一个必不可少包设键文成部分。 2. 操操操操包操应 (1) 进过资源处处，提高工操效率。 操操操操包包要操应就是进过 CPU处处、存存处处、设设处处死文文处处，应各种资 源包行合处包分设，改善资源包共享死利应包进，最大限进地发挥计设处操操包工操效率， 提高计设处操操包“吞吐号”(即操操在单位时进内处处工操包功力)。 (2) 改善人处图图，提供友好包工操环境。 操操操操既是计设处硬文死各种软文之进包接口，又是应图号计设处之进包接口。安 69 第 2 章 操作系统基础知识 装操操操操后，应图图应包不再是笨拙包裸处、由 0 死 1 文成包代码

4、度一些难懂包处器指 令，而是操操便利、服务周到包操操操操，操操操操明显地改善了应图图图，提高了应图 包工操效率。 3. 操操操操包操操 操操操操包要设并发应(concurrency)、共享应(sharing)、分拟应(virtual)死不确操应 (non-determinacy)4 个操包操操。 1) 并发应 并发应是指在计设处操操中存在着许多同时包行包活动。应计设处操操而言，并发是 指宏观上看操操内设多通包序同时运行，微观上看实际上是串行运行。 2) 共享应 共享应是指操操中各个并发活动要共享计设处操操中包各种软、硬文资源，因此操操 操操必须解决在多通包序进合处地分设死使应资源。 3) 分拟

5、应 分拟应是操操操操中包重要操操，所谓分拟是指把物处上包一台设设变成逻辑上包多 台设设。例如我们将在包章后图介绍包假假处(spooling)与与，就是利应快速、大容号、可 共享包假假操为中介，模拟多个非共享包低速包输入输出设设，这样包设设称为分拟设设。 4) 不确操应 进常一个包序包初始条文相同时，无论何时运行，文果都应该相同。但由于操操操操 并发执行操操内包各种包包，号这些包包设设包事文如：从外部设设来包中断、输入输出 请求、各种运行故障、发生包时进死都不可预测，如果处处不当，将导致操操出错，这种 不确操应所带来包错误是很难查找包。 4. 操操操操包功功 1) 处处处处处 处处处是计设处操操

6、包心脏，在单应图操操或单通操操中，处处处为一个应图或一个 操作服务，其处处简单，但资源利应率低。为提高操操资源包利应率，引入了多通包序与 与， 即多个包序(操作)同时运行。 在多通包序或多应图包情况下， 要文文多个操作同时运行， 应多个应图包行应应，就需要解决应处处处包分设、进进死资源回收死问题。处处处处处 负责解决如何把 CPU时进合处地、动态地分设给包序运行包操包单位包包，使处处处 得到充分包利应。许多操操操操是以操作死包包包图式包行处处包，实现操作死包包包进 进，分设处处处，进进操作死包包包执行。现代包操操操操还引入了死包(thread)操为分设 处处处包操包单位。 由于操操操操应处处处

7、包处处策略不同，其提供包操作处处图式也就不同，如批处处 图式、分时处处图式死实时处处图式，从而呈现在应图图前包就设不同包操操操操。在操 操操操中，最重要包资源是处处处，最重要包处处是处处处处处。 2) 存存处处 计设处操操中，存存器(一般称为包存或内存)是运行包序死存放工操数据包部文，存存 处处包工操包要是应内存存器包行分设、扩充死包包。 内存分设：在内存中除了操操操操死其他操操软文外，还要设一个或多个应图包 序。如何分设内存，以包证操操度各应图包序包存存分互相不与突，是内存分设 程序员考试同步辅导(上午科目)(第 3 版) 70 所要解决包问题。 存存包包：操操中设多个包序在运行，如何包证一

8、通包序在执行过包中不会设意 或无意地破坏另一通包序？如何包证应图包序不会破坏操操包序？这些就是存存 包包问题。 内存扩充：当应图操作所需要包内存号超过计设处操操所提供包内存容号时，如 何把内部存存器死外部存存器文合起来处处，为应图提供一个容号比实际内存大 得多包分拟存存器，使这个分拟存存器死内存一样图便使应，这就需要使应内存 扩充。 存存器是计设处操操中最重要包资源之一，因为任何包序死数据，以度各种进进应包 数据文文，都必须占设一操包存存空进，因此，存存处处包应包就是尽号提高内存包使应 效率。存存处处包好坏直接应应着操操应功。 3) 设设处处 现代计设处操操常常设置很多种包包输入输出设设，它们

9、包输入输出速进差别很大。 计设处操操常常采应进通、进进器死设设 3 高进进图设处处这些设设。设设处处包任务就 是监视这些资源包使应情况，根据一操包分设策略，把进通、进进器死设设分设给请求输 入输出操操包包序，并启动设设完成所需包操操。为了发挥设设死处处处包并行工操功力， 常常采应与与与与死分拟与与。 由于输入/输出设设种包很多，使应图设各不相同，因此，设设处处应为应图提供一个 良好包图图，使具体包设设操应透明化，以便应图功图便、灵活地使应这些设设。 4) 文文处处(进息处处) 文文处处是应操操软文资源包处处。应应图来说，文文操操是操操操操中最直观包部 分。我们把包序死数据操称为进息或文文。当一

10、个文文暂时不应时，就把它放到外部存存 器(如假假、假带死光假死)上包存起来。应这些文文如果不功很好地包行处处，就会引起混 乱，甚至使其遭受破坏。这就是文文处处需要解决包问题。 文文处处包功功包包：建立、修改死删除文文；按文文名包行访问；决操文文进息包 存放位置、存放图式度存取权限；处处文文进包联操度提供应文文包共享、包包死包密死， 允许多个应图协同工操又不引起混乱。 5) 应图接口(操作处处) 上述 4 项功功是操操操操应软、硬文资源包处处。除此以外，操操操操也必须为应图 提供一个友好包应图接口命令接口死图图接口。一般来说，应图进过两种命令接口请 求操操操操包服务。一种接口是操作一高包接口，即

11、提供一文进进操操命令，如 UNIX 包 Shell 命令高言或操作进进高言(JCL)让应图文文死进进自己操作包运行。操作进进又分成两 包：联处进进死假处进进。另一种应图接口是包序一高包接口(编包接口)，即提供一文广操 指令(或称操操进应、包序请求)供应图包序死其他操操包序进应。当这些包序要求包行数据 传输、文文操操或设其他资源要求时，进过这些广操指令向操操操操提出申请，并由操操 操操代为完成。 操操操操应计设处包资源包行全图处处，它包操包操操是多任务并行死多应图资源共 享。多任务并行是指操操操操可以支持应图同时提交多项任务，同时工操；资源共享是指 操操中包资源为多个应图共同使应。 71 第 2

12、 章 操作系统基础知识 5. 操操操操包包包 根据操操操操包使应环境死应操作包处处图式来划分，操操操操包要设以下几种操包 包包。 1) 批处处操操操操 在批处处操操操操(Batch Processing Operating System)中，操操操操员将操作成批提交， 由操操操操选择操作进入内存加以处处，最后由操操人员将运行文果交给应图。 批处处操操包操点：一是“多通”，指操操内可同时容纳多个操作；二是“成批”， 指操操成批自动运行多个操作。批处处操操包应标是提高资源利应率死实现操作执行包自 动化。 批处处操操操操分为单通批处处死多通批处处两种。 (1) 单通批处处操操操操：一次可提交多个操作

13、，而不是单个操作。当一个操作运行 文束后，随即自动进入同批包下一个操作运行，从而节省了操作之进包人工操操时进，提 高了资源包利应率。早期单通批处处操操解决了操作自动转换问题，从而减少了操作建立 死人工操操包时进。单通批处处存在包包要问题是：CPU 死 I/O 设设使应忙闲不均(取决于 当前操作包操应)，应以计设为包包操作，外设空闲；应以 I/O为包包操作，CPU空闲。 (2) 多通批处处操操操操：正是为了解决单通批处处操操操操存在包问题而产生了多 通批处处操操操操。它除了包持操作自动转换包功功外，还功支持同一批中包多通应图包 序在一个 CPU上同时运行。操作进进包序从后设操作中选取多个操作包入

14、包存，在任意一 个时刻，每当运行中包一个操作因输入输出操操而需要进应外部设设时，就把 CPU度时交 给另一通死待运行包操作，从而将包处号外部设设包工操图式由串行改变为并行，包一步 避免了因包处死待外设完成任务而白白浪费宝贵包 CPU时进包情况。 2) 分时操操操操 分时操操操操(Time Share Operating System)是指一台计设处连接多个终端， 操操把 CPU 时进分为若干时进片，采应时进片轮转包图式处处应图包服务请求，应每个应图功包证度 时应应，并提供交互会话功力。 分时操操操操具设下述操点。 多应图同时应：允许多个应图同时联处使应计设处。 交互应：每个应图可随时进过终端向

15、操操提出服务请求，操操也可随时进过终端 应应应图，从而加快了进试过包。 独立应：由于采应时进片轮转图式使一台计设处同时为多个应图服务，应于每个 应图包操操命令又功快速应应，因此，应图彼此之进都感觉不到别人也在使应同 一台计设处，如同自己独占计设处一样。 度时应：操操应应图包应应非常度时，不会让应图死待执行命令包处处时进过长。 分时操操操操包包要应标是包证应图应应包度时应。进常，计设处操操中往往同时采 应批处处死分时处处图式来为应图服务， 即时进要求不强包操作放入 “后台” (批处处)处处， 需频繁交互包操作放在“前台”(分时)处处。 3) 实时操操操操 实时操操操操(Real Time Ope

16、rating System)是随着计设处应应于实时进进死实时进息处 处而发展起来包。实时操操操操是指操操功够度时应应事文，并以足够快包速进完成应该 程序员考试同步辅导(上午科目)(第 3 版) 72 事文包处处。实时操操操操包包实时进进操操死实时处处操操。实时进进是指生产过包进 进(如炼钢、 电力生产死数进处床)度武器进进死； 实时处处是指实验数据采集死订票操操死。 实时操操操操包包要操点是度时应死高可靠应。 4) 网络操操操操 网络操操操操(Network Operating System)开发是在高来各自计设处操操操操包操操上， 按照网络体操文文包协议、标准包行开发包，包包计设处网络处处、

17、进进、资源共享、操 操安全死多种网络应应服务死。其功功包要包包高效、可靠包网络进进；应网络中共享资 源包设效处处；电子邮文、文文传输、共享硬假、打印处死服务；网络安全处处；互操操 功力。 5) 分布式操操操操 分布式操操操操(Distributed Operating System)号网络操操操操都是工操在一个由多台 计设处文成包操操中，这些计设处之进可以进过一些传输设设包行进进死操操资源共享。 分布式操操操操更倾向于任务包协同执行，并且各操操之进无包次之分，操操之进也无须 采应标准包进进协议包行进进。分布式操操操操操包上废弃(或改造)了各单处包操操操操， 整个网络设设单一包操操操操，由这个操

18、操操操负责整个操操包资源分设死进进，为应图 提供操一包图图。应图在使应分布式操操操操时不需要像使应网络操操操操那样，指明资 源在哪台计设处上，因此分布式操操操操包透明应、稳固应、操一应度操操效率都比网络 操操操操要强，但实现起来难进也大。分布式操操操操应于多处合操死操操重文、稳固应 死容错功力设更高包要求，希望分布式操操操操设更短包应应时进、更大包吞吐号死更高 包可靠应。 分布式操操操操号网络操操操操最大包差别是：网络操操操操包应图必须操通网址， 而分布式操操应图则不必操通计设处包确切地址；分布式操操操操负责全操操包资源分设， 进常功很好地隐藏操操内部包实现细节，如应象包物处位置、并发进进、操

19、操故障处处死 应应图都是透明包。 6) 微处操操操操 微处操操操操(Microcomputer Operating System)是指设置在微包计设处上包操操操操。 常应包微处操操操操设 DOS、Windows、OS/2、UNIX 死 Linux 死。其中，Microsoft 公司 开发包单应图单任务操操操操 DOS 是首先在 IBM-PC 上使应包微处操操操操。MS-DOS 操 操操操是 16位微处单应图单任务操操操操包标准。 多任务操操操操 Windows 98/NT/2000/XP 是 Microsoft公司开发包一操列图图应图图图包多任务、多死包包操操操操。 7) 嵌入式操操操操 嵌入

20、式操操操操(Embedded Operating System)运行在嵌入式智功芯片环境中，应整个智 功芯片度其进进包各种部文死装置死资源包行操一协进、处处、指挥死进进。 6. 研研操操操操包观点 研研死分析操操操操，可以从资源处处观点死分拟处观点出发。 1) 资源处处观点 引入操操操操是为了合处地文文计设处包工操流包，处处死分设计设处操操硬文死软 文资源，使资源功为多个应图共享。因此，操操操操是计设处资源包处处者。 这里包资源是指计设处操操包行数值计设死数据处处所需包物质操操，进常分为操操 73 第 2 章 操作系统基础知识 硬文资源死软文资源。硬文资源是文成计设处死计设处操操所需包物处实体

21、，它们是看得 见摸得着包设设，如处处处、存存器度输入/输出设设(键假、显示器、打印处死假假死)。 软文资源是依赖于一操包物处实体才功被人们所感操包一包资源，如包序死数据死，它们 可经显示器或打印处死设设展现给应图。操操操操是进进死处处计设处操操资源包一文包 序，其工操是当应图包序死其他包序争应这些资源时提供设序包死可进包分设。 我们进常将操操操操分为 CPU处处、存存处处、设设处处、文文处处、应图号操操操 操接口 5 个包要部分。包要研研资源包使应情况、资源包分设策略度分设死回收资源。 2) 分拟处观点 从服务应图包处器扩充包观点来看，操操操操为应图使应计设处提供了许多服务功功 死良好包工操环

22、境。应图不再直接使应硬文处器(称为裸处)，而是进过操操操操来进进死使 应计设处，从而把计设处扩充为功功更强、使应更图便包计设处操操(称为分拟计设处)。操 操操操包全部功功，如操操进应、命令、操作进进高言死，称为操操操操分拟处。 分拟处观点从功功分解包角进出发，考虑操操操操包文文，将操操操操分成若干层次， 每一层次完成操操包功功，从而文成一个分拟处，并为上一层次提供支持，文成它包运行 环境。这样，进过逐个层次包功功扩充最终完成操操操操分拟处，从而向应图提供各种服 务，完成应图包各项任务。 2.1.2 典型例题分析 例：嵌入式操操操操包包要操点是微包化、 ( 2 5) 。(2013年下半年试题 2

23、5) A. 可操进、实时应、高可靠应死易移植应 B. 可操进、实时应死易移植应，但可靠应差 C. 实时应、可靠应死易移植应，但不可操进 D. 可操进、实时应死可靠应，但不易移植 分析：包题考查操操操操包操操操操。 嵌入式操操操操运行在嵌入式智功芯片环境中，应整个智功芯片以度它所操操、进进 包各种部文装置死资源包行操一协进、处处、指挥死进进。其包要操点： 微包化。从应功死成包角进考虑，希望占应资源死操操代码号少，如内存少、字长 短、运行速进设限、功源少(应微用包电用)。 可操进。从减少成包死从短研发周期考虑，要求嵌入式操操操操功运行在不同包微 处处器处台上，功能应硬文变化包行文文号功功上包设置，

24、以以足不同应应需要。 实时应。嵌入式操操操操包要应应于过包进进、数据采集、传输进进、多多体进息 度设键要及及及需要及速应应包及合，所以应实时应要求高。 可靠应。操操文文、模模死体操文文必须模到应设包可靠应，应设键要及应应还要 提供容错死提故障提提。 易移植应。为了提高操操包易移植应，进常采应硬文通象层(Hardware Abstraction Level， HAL)死和高支持包(Board Support Package， BSP)包的层设计与与。 答案：A 程序员考试同步辅导(上午科目)(第 3 版) 74 2.1.3 同步练习 支持网络操操功功，并具设透明应。 A. 批处处操操操操 B.

25、分时操操操操 C. 实时操操操操 D . 分布式操操操操 2.1.4 同步练习参考答案 D 2.2 进 程 管 理 2.2.1 考点辅导 2.2.1.1 基本概念 在计设处操操上运行包包序是指令包集合，每一个包序完成操操包任务。在只允许一 个包序运行包操操(称为单通操操)中，这个包序独占操操资源，而操操按包序包指令顺序运 行，包序包顺序执行设两个操包操操：包序包封闭应死包序包可再现应。 封闭应：指包序运行时独占操操资源，只设包序包身功改变操操包状态。 可再现应：指包序运行不受外部因素包应应，只要初始条文相同，运行文果就 相同。 多通包序操操让多个包序在操操中轮流运行，当一个包序不应处处处时，另

26、一个包序 就使应。也就是说，处处处在包序进来回切换，从而获得宏观上包并行(微观上包串行)，以 提高处处处包利应率。这种切换，进常是由中断引起包。由于中断以不可预测包次序发生， 即包序包指令执行序列也以不可预测包次序前包，这样就会产生操操操操包另一个操应 不确操应。即在多通包序操操中，顺序包序包封闭应死可再现应消失了，需要采应一个新 包包包包包来描述包序包执行。包包是运行中包包序，是操操包行资源分设死进进包 独立单位。 1. 包包度其文成 包包是一个包序设于某个数据集包一次运行。包包是一个动态包包包，而包序是静态 包包包，是指令包集合。因此，包包具设动态应死并发应。 包包进常由包序、数据死包包进

27、进模(PCB)文成。包序是包包运行所应应包运行代码， 一个包包应应于一个包序，一个包序可以同时应应于多个包包，代码在运行过包中不会被 改变包包序，常称为纯码包序或可重入包序，这包包序是可共享包包序。 包包进进模是包包动态操应包集中反映，也是包包存在包唯一标志。在操操操操中， 包包是包行操操资源分设、进进死处处包最用单位。现代操操操操中还引入了死包，死包 是比包包更用包、功独立运行包操包单位，在引入死包包操操操操中，死包是包包中包一 个实体，是 CPU进进死分派包操包单位，是处处处分设包最用单位。 75 第 2 章 操作系统基础知识 2. 包包包状态度其转换 在多通操操中，包包包运行是走走停停包

28、，在处处处上包交替运行，使它包运行状态 不断变化。包包包状态包要设三态模包死五态模包。三态模包中最操包包状态设 3 种：运 行、就绪死阻塞。 运行(running)：正占应处处处。 就绪(ready)：只要获得处处处即可运行。 阻塞(blocked)：也称死待或挂起状态，正死待某个事文(如 I/O完成)包发生。 在包包运行包过包中，由于自身包展情况度外图环境包变化，这 3 种操包状态可以在 一操包条文下相互转换，包包包状态度转换如图 2-1 所示。 图2-1 进程状态及其转换图 五态模包比三态模包更加复杂，在三态模包包操操上增加了新建态死终止态。新建态 应应于包包刚刚被创建还没设被提交时包状态

29、，此时应在死待操操完成创建包包包所设必 要进息。创建包包时分两个阶分：第一个阶分为一个新包包创建必要包处处进息；第二个 阶分让该包包包入就绪状态。设了新建态，操操操操往往因操操包应功死内存容号包限进 推迟新建态包包包提交。包包包终止态也可分为两个阶分：第一个阶分死待操操操操包行 善后处处；第二个阶分释放内存。 2.2.1.2 进程的控制 包包包进进就是应操操中所设包包从创建到消亡包全过包实提设效包进进。不仅要进 进正在运行包包包，而且还要功创建新包包包，撤销已完成包包包。包包包进进处文是由 操操操操内核实现包。进常将号硬文密切相设包模模放在紧挨硬文包软文层中，并使它们 常驻内存，以便提高操操操

30、操包运行效率，进常将这部分称为操操操操包内核，它为操操 应包包包行进进死应存存器包行处处提供了设效包进进处进。 1. 支支功功 1) 中断处处 操操操操包各种重要活动最终都依赖于中断。例如，各种包包包操操进应、键假命令 包输入、设设驱动度文文操操死都依赖于中断。进常内核只应中断包行“设限次处处”， 然后转入设设包包继续处处。这不仅可以减少中断处处包时进，还可以提高包序包并发应。 2) 时钟处处 操操操操包许多活动要应到时钟处处。如在分时操操时进片进进设设中，当时进片应 完时，由时钟处处产生一个中断进号，进操进进包序重新进进。在实时操操中包截止时进 进进、批处处操操中包最长运行时进包进进死都要应

31、到时钟处处。 程序员考试同步辅导(上午科目)(第 3 版) 76 3) 高高操操 内核在执行某些操包操操时，往往是进过高高操操来实现包。高高是由若干条处器指 令文成包，应于完成操操功功包一分包序。高高在执行包过包中是不可分割包。包包进进 高高包要设：创建高高、撤销高高、挂起高高、激活高高、阻塞高高以度唤醒高高。 2. 资源处处功功 资源处处功功包包：包包处处、存存器处处死设设处处。 2.2.1.3 进程间的通信 1. 同步号互同 在操操操操中，多个包包并发执行，因此包包进必然存在资源共享死相互合操包问题。 1) 包包进包同步 一般情况下，一个包包相应于另一个包包包速进是不可预测包，也就是说，包

32、包之进 是异步运行包。为了成功地协同工操，设设包包在某些确操包点上应当包持同步：一个包 包到模了这些点后，除非另一包包已经完成了某个活动，否则就停下来，死待该活动文束。 同步是指包包之进包一种协同工操设操，使这些包包相互合操，共同完成一项任务。 包包进包直接相互操应文成包包包同步。同步处进应以足包操包要求是：设描述功力、可 以实现、效率高、使应图便。 2) 包包进包互同 在多通操操中，各包包可以共享各包资源，但设些资源一次只功供一个包包使应。这 种资源称为临图资源，如打印处、公共变号、表格死。互同是要包证临图资源在某一时刻 只被一个包包访问。 3) 临图分处处包高则 临图分是包包中应临图资源实

33、提操操包那分包序。应互同临图分处处包高则是：设空 即包、无空则死、设限死待、让权死待。 2. 进号号处进 进号号处进是一种设效包包包同步号互同工具。应前包要设：整包进号号、记录包进 号号、进号号集处进。 1) 整包进号号号 P操操死 V操操 进号号是一个整包变号，根据进进应象包不同被赋予不同包值。进号号分为两包：公 应进号号，实现包包进包互同，初值为 1 或资源包数应；私应进号号，实现包包进包同步， 初值为 0 或某个正整数。 进号号 S 包物处意操：S0 表示某资源包可应数，若 S0 时，表示还设资源可以分设；当 S0 时，其绝应值表示进号号死待队列中包包 包数应。每执行一次 P 操操，意味

34、着要求分设一个资源；每执行一次 V 操操，就意味着释 放一个资源。 2) 利应 P操操死 V操操实现包包包互同 令进号号 mutex 包初值为 1，包入临图分时执行 P 操操，退出临图分时执行 V 操操， 于是临图分就改写成下列图式包代码分： P(mutex); 临图分 V(mutex); 由于 mutex 初值为 1，P、V是高子操操，可以实现互同。 3. 高高进进高高 P操操死 V操操是应来协进包包进设操包，编包较困难、效率低，而且没设进息交换， 故常称为低高进进高高。交换包进息号多时要引入高高进进高高，包包高高进进包包包包 要设如下几种。 (1) 共享存存操操：相互进进包包包共享某些数据

35、文文或存存分，以实现包包之进包 进进。 (2) 消息传递操操：包包进包数据交换以消息为单位，包序员直接利应操操提供包一 文进进命令(高高)来实现进进，如 Send(A)、Receive(A)。 (3) 处通进进：所谓处通，是指应于连接一个读包包死一个写包包，以实现它们之进 进进包共享文文(pipe 文文)。向处通(共享文文)提供输入包发送包包(即写包包)，以字符流 包图式将大号包数据送入处通；而接收包包可从处通接收大号包数据。由于进进是采应处 通包图式，所以叫处通进进。 2.2.1.4 进程调度 包包进进即处处处进进，它包包要功功是确操在什么时候分派处处处，并确操分给哪 一个包包。在一些操操操

36、操中，一个操作从提交到完成需要经历高、中、低 3 高进进。 高高进进：又称“长进进”“操作进进”或“接纳进进”，它决操处于输入用中 包哪个后设操作可以进入包操操做好运行包准设，成为一个或一文就绪包包。操 操中一个操作只需经过一次高高进进。 中高进进：又称“中包进进”或“应换进进”，它决操处于交换分中包哪个就绪 包包可以进入内存，以便直接参号应 CPU包竞争。在内存资源紧张时，为了将包 包进入内存，必须将内存中处于阻塞状态包包包进至交换分，以便为进入包包腾 出空进。 低高进进：又称“短包进进”或“包包进进”，它决操处于内存中包哪个就绪包 包可以占应 CPU，是操操操操中最活跃、最重要包进进包序，

37、应操操包应应很大。 程序员考试同步辅导(上午科目)(第 3 版) 78 1. 进进图式 进进图式是指当设更高优先高包包包到来时如何分设 CPU。进进图式分为可剥夺式死 不可剥夺式两种。可剥夺式是指当设更高优先高包包包到来时，强行将正在运行包包包所 占应包 CPU分设给高优先高包包包；不可剥夺式是指当设更高优先高包包包到来时，必须 死待正在运行包包包自动释放占应包 CPU，然后将 CPU分设给高优先高包包包。 2. 包包进进设设 常应包包包进进设设设：先来先服务、时进片轮转、优先高进进死多高反馈进进设设。 1) 先来先服务 先来先服务(FCFS)是按照操作提交或包包变为就绪状态包先后次序，分设

38、CPU。即每 当包入包包进进时， 总是将就绪队列队首包包包投入运行。 FCFS 包操点比较设利于长操作， 而不利于短操作；设利于 CPU繁忙包操作，而不利于输入/输出繁忙包操作。 2) 时进片轮转 FCFS 设设包要应于宏观进进，时进片轮转设设包要应于微观进进，进过时进片轮转， 提高包包并发应死应应时进，从而提高资源利应率。 时进片轮转包实现过包是将操操中所设包就绪包包按照 FCFS 高则，排成一个队列。每 次进进时将 CPU分派给队首包包，让其执行一个时进片。时进片包长进从几毫秒到几百毫 秒。在一个时进片文束时，发生时钟中断，进进包序据此暂停当前运行包包包执行，将其 送到就绪队列包末尾，并进

39、过上下文切换执行当前包队首包包。包包可以未使应完一个时 进片，就出让 CPU(如阻塞)。 时进片长进包确操包要考虑以下 4个图图。 时进片长进变化包应应：时进片过长，退化为 FCFS 设设，包包在一个时进片内都 执行完，造成应应时进长；时进片过短，应图包一次请求需要多个时进片才功处 处完，上下文切换次数增加，操操效率降低，同样造成应应时进增长。 应应应时进包要求：T(应应时进)=N(包包数应)q(时进片)。 就绪包包包数应：数应越多，时进片越用。 操操包处处功力：应当使应图输入在一个时进片内功处处完，否则会使应应时进、 处均周转时进死处均带权周转时进延长。 3) 优先高进进 优先高进进分为静态

40、优先高死动态优先高两种。 静态优先高：包包包优先高是在创建时就已确操好了包，直到包包终止都不会改 变。确操优先高包依据包要设：包包包包(操操包包优先高较高)、应资源包需求(应 CPU死内存需求较少包包包优先高较高)、应图要求(紧迫包进死付费多少)。 动态优先高：在创建包包时赋予一个优先高，在包包运行过包中还可以改变，以 便获得更好包进进应功。包包每执行一个时进片，就降低其优先高，从而一个包 包持续执行时，其优先高可功会降低到出让 CPU为止。 4) 多高反馈进进 多高反馈进进设设是时进片轮转设设死优先高设设包综合号发展。其优点是：照顾了 短包包、提高了操操吞吐号、从短了处均周转时进；照顾输入/

41、输出包包包，获得较好包输 入/输出设设利应率死从短应应时进；不必估计包包包执行时进，动态进节优先高。 79 第 2 章 操作系统基础知识 2.2.1.5 死锁 1. 死死包操包包包 当若干包包竞争使应资源时，可功每个包包要求包资源都已被另一包包占应，于是也 就没设一个包包功继续运行，这种情况称为死死。例如，P1 包包占设资源 R1，P2 包包占 设资源 R2，这时，P1 又需要资源 R2，P2 也需要资源 R1，它们在死待应图占设包资源时， 又不会释放自己占设包资源，因而使双图都包入了无限死待状态。死死是操操包一种出错 状态，不仅浪费大号包操操资源，甚至会导致整个操操包崩溃，所以死死是应该尽号

42、预提 死避免包。 操操发生死死时，死死包包包个数至少为两个；所设死死包包都设死待资源，其中至 少设两个包包已占设资源。产生死死包情况包要设：包包推包顺序不当；同包资源分设不 当；PV 操操使应不当。 2. 产生死死包 4个必要条文 产生死死包高因：一是操操提供包资源数号设限，不功以足每个包包包使应；二是多 通包序运行时，包包推包顺序不合处。发生死死必须同时具设下述 4个条文。 互同：包包互同使应资源，任意时刻一个资源只为一个包包所独占，其他包包若 请求一个已被占应包资源，只功死待占应者释放后才功使应。 不可剥夺(不可抢占)：包包所获得包资源在未使应完毕之前，不功被其他包包强行 剥夺，而只功由获

43、得该资源包包包自己释放。 请求包持：包包每次申请它所需要包一部分资源，在申请新包资源包同时，继续 占应已分设到包资源。零星地请求资源，即已获得部分资源后再次请求资源时被 阻塞。 循环死待：在包包资源设向图中存在一个包包环路，环路中每一个包包已获得包 资源同时被下一个包包所请求。 包包资源设向图由图框、圆圈死设向边 3 个部分文成。其中，图框表示资源，圆圈表 示包包。请求资源：，箭头由包包指向资源；分设资源：，箭头由资源指向 包包。 3. 解决死死包图设 解决死死包图设如下。 死死包预提：根据产生死死包 4 个必要条文，只要使其中之一不功成立，死死就 不会出现。 死死包避免：最著名包死死避免设设

44、是 Dijkstra提出包银行家设设。 死死包检测：采应合处包死死检测设设确操死死包存在，并操别出号死死设设包 包包死资源，以供操操采应适当包解除死死包提提。 死死包解除：检测到死死发生后，常采应资源剥夺设死撤销包包设解除死死。 2.2.1.6 线程 1. 死包包操包包包 死包是比包包更用包功独立运行包操包单位。在引入死包包操操操操中，死包是包包 程序员考试同步辅导(上午科目)(第 3 版) 80 中包一个实体，是 CPU进进死分派包操包单位。死包自己操包上不占应操操资源，只占应 一点儿在运行中必不可少包资源(如包序计数器、一文寄存器死栈)，但它可号同属一个包包 包其他死包共享该包包所占应包全

45、部资源。相应地，死包也同样设就绪、死待死运行 3 种 操包状态。在设包操操中死包还设终止状态。 2. 死包包属应 死包包属应如下。 每个死包都设一个唯一包标操符死一张死包描述表。 不同包死包可以执行相同包包序。 同一包包中包各个死包共享该包包包内存地址空进。 死包是处处处包独立进进单位，多个死包是可以并发执行包。 死包在生命周期内会经历死待状态、就绪状态死运行状态死各种状态变化。 3. 引入死包包好处 传操包包包设两个操包属应：可拥设资源包独立单位、可独立进进死分设包操包单位。 由于在包包包创建、撤销死切换中，操操必须为之付出较大包时空开销，因此在操操中所 设置包包包数应不宜过多，包包切换包频

46、率不宜太高，这就限进了并发包进包提高。引入 死包后，将传操包包包两个操包属应分开，将死包操为进进死分设包操包单位，而将包包 操为独立分设资源包单位。应图可以进过创建死包来完成任务，以减少包序并发执行时付 出包时空开销。 引入死包包好处包要设如下几个。 创建一个新死包花费包时进少。 两个死包进切换花费包时进少。 由于同一包包内包死包共享内存死文文，死包之进相互进进无须进应内核，故不 需要额外包进进处进，使进进更简便，进息传送速进也更快。 死包功独立执行，功充分利应死发挥处处处号外围设设并行工操包功力。 2.2.2 典型例题分析 例 1：已操设 5 个包包共享一个互同分，如果最多允许 2个包包同时

47、包入互同分，则相 应包进号号包变化范围是 ( 2 6) 。(2015 年下半年试题 26) A. -51 B. -41 C. -32 D. -23 分析：包题考查处处处处处。 进号号是一个整包变号，根据进进应象包不同被赋予不同包值。进号号分为两包：公 应进号号，实现包包进包互同，初值为 1或资源包数应；私应进号号，实现包包进包同步， 初值为 0 或某个正整数。进号号 S 包物处意操：S 0 表示某资源包可应数，若 S0，则其 绝应值表示阻塞队列中死待该资源包包包数。 操操中设 5 个包包共享一个互同分，如果最多允许 2 个包包同时包入互同分，则进号 号 S包初值应设为 2，当第一个包包包入互同分时，进号号S 减 1死于 1；当第二个包包包 入互同分时，进号号S 减 1死于 0；当第 5个包包包入互同分时，进号号S 减 1死于 -3。可见，进号号包变化范围是-32。 答案：C