文档介绍：第一章概述
1,特权指令与CPU工作模式
特权指令与非特权指令。
■CPU的两种运行模式:内核态(又称核心态、系统态、管态)和用户态(又称目态)。
2,操作系统的概念:OS是系统软件。
▲软件通常可分为三大类:
系统软件、应用软件、支撑软件。
3,操作系统的特征:OS是系统软件。
●并发: 两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。
●共享: 计算机系统中的资源被多个进程所共用。
●异步性: 系统中各种事件发生顺序的不可预测性。另外,同一程序在相同的初始数据下,无论何时运行都应获得同样的结果。
●抽象性:抽象是把复杂事情简单化的有效方式。
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4,系统调用
系统调用是操作系统提供的、与用户程序之间的接口,也就是操作系统提供给程序员的接口。它一般位于操作系统核心的最高层。
5, 操作系统的主要功能:
(1)存储管理:内存分配、地址映射、内存保护、内存扩充
(2)进程和处理机管理:作业和进程的调度、进程控制、进程通信
(3)文件管理:文件存储空间管理、文件操作管理、目录管理、读写管理和存取控制
(4)设备管理:缓冲区管理、设备分配、设备驱动、设备无关性
(5)用户接口:程序接口(即系统调用)、命令行接口、图形用户界面接口
6,操作系统的发展以及最基本的三种类型:多道批处理系统、分时系统、实时系统
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第2章进程管理
1,程序并发执行的概念
2,进程定义:程序在并发环境中的执行过程
●进程最根本的属性是动态性和并发性
“进程”是操作系统的最基本、最重要的概念之一。
3,进程与程序的区别:四点(P27)
4,进程的特征:五个(P28)
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1)动态性:进程最基本的特征。进程由创建产生; 由调度执行;得不到资源而暂停;由撤消而消亡。进程是有一定生命周期的。程序是指一组有序指令集合,是一个静态的实体。
2)并发性:一段时间内,多个进程实体在内存中可同时运行。引入进程的目的就是为了能并发。程序不能并发。
3)调度性:进程实体是一个能独立运行、独立获得资源、独立调度的基本单位。程序不能做为一个独立单位。
4)异步性:进程是按各自独立、不可预知的速度前进,该特性将导致程序执行的不可再现性。因此OS中必须采取某种措施保证协调运行。
5)结构性:为能正确的执行并发,为每一个进程配置了一个数据结构,称为进程控制块(PCB)。则一个进程实体就由数据段、程序段、控制结构(如PCB)等构成。
进程的特征
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运行态
阻塞态
就绪态
进程就绪,可以运行
状态转换:
进程等待外部事件,阻塞
OS决定由哪个进程占用CPU,进程调度
进程状态
?
中断
(时间片到)
5,进程的三个基本状态及其转换
6,进程控制块
进程控制块(PCB)是系统对进程施行识别和控制的依据。
进程控制块的作用
每个进程有惟一的进程控制块
操作系统根据PCB对进程实施控制和管理
进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的
PCB是进程存在的唯一标识
7,进程管理:进程的创建、终止、阻塞、唤醒、映像更换(了解linux中的fork系统调用)
8,线程:是进程中执行运算的最小单位,亦即执行处理机调度的基本单位。申请资源的基本单位则是进程
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9,线程和进程的关系
①一个进程可以有多个线程,但至少要有一个线程;而一个线程只能在一个进程的地址空间内活动。
②资源分配给进程,同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
③处理机分配给线程,即真正在处理机上运行的是线程。
④线程在执行过程中需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
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10,进程间的相互关系主要分为如下三种形式:
①互斥——竞争同一资源而发生相互制约
②同步——协同完成一项任务
③通信——交换信息
11,临界资源与临界区
■临界资源: 一次仅允许一个进程使用的共享资源
■临界区: 在每个进程中访问临界资源的那段程序
12,实现互斥的方式:硬件、原语操作、软件方法
原语是机器指令的延伸,往往是为完成某些特定的功能而编制的一段系统程序。原语操作也称做“原子操作”),即一个操作中的所有动作要么全做,要么全不做。
执行原语操作时,要屏蔽中断,以保证其操作的不可分割性。
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13,信号量及P、V操作原语(重点)
信号量的值与相应资源的使用情况有关:大于0表示可用资源数量,小于0的绝对值表示等待使用的进程个数
对信号量的操作有如下严格限制:
信号量可以赋初值,且初值为非负数。
在使用过程中,信号量的值可以修改,但只能由P和V操作来访问,不允许通过其他方式来查看或操纵信号量。
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●P(S):顺序执行下述两个动作:
①信号量的值减1,即S=S-1;
②如果S≥0,则该进程继续执行;
如果S<0,则把该进程的状态置为阻塞态,把相应的PCB连入该