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。14,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2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)31)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4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56,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69,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。710,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。813,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。9●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连入该信号量队列的末尾,并放弃处理机,进行等待(直至其它进程在S上执行V操作,把它释放出来为止)。●V(S):顺序执行下述两个动作: ①S值加1,即S=S+1; ②如果S>0,则该进程继续运行; 如果S≤0,则释放信号量队列上的第一个PCB(即信号量指针项所指向的PCB)所