計算機操作系統(tǒng)

1、<p><b>　　計算機操作系統(tǒng)</b></p><p><b>　　函授自學(xué)指導(dǎo)書</b></p><p><b>　　(專 科)</b></p><p><b>　　賈 泂 </b></p><p><b>　　2

2、005</b></p><p>　　第一章 操作系統(tǒng)概述</p><p><b>　　教學(xué)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1. 操作系統(tǒng)概況</b></p><p>　　2. 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展</p><p>　　3．操作系統(tǒng)的基本類型</p&

3、gt;<p>　　4．操作系統(tǒng)的服務(wù)和功能</p><p><b>　　5．操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　教學(xué)要求</b></p><p>　　了解操作系統(tǒng)的形成過程，建立起操作系統(tǒng)的整體概念；熟悉操作系統(tǒng)的基本類型和服務(wù)方式；掌握操作系統(tǒng)的定義、特征和功能。</p>&l

4、t;p><b>　　自學(xué)要點</b></p><p>　　操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的作用；各類操作系統(tǒng)的特征，操作系統(tǒng)的功能及研究操作系統(tǒng)的幾種觀點。重點是操作系統(tǒng)的基本概念；操作系統(tǒng)的基本類型及特點。</p><p><b>　　學(xué)時分配</b></p><p>　　3學(xué)時（自學(xué)學(xué)時：6學(xué)時）</p>

5、<p>　　1.1 操作系統(tǒng)概況</p><p>　　??操作系統(tǒng)的虛擬機觀點</p><p>　　?操作系統(tǒng)是添加在硬件上的第一層軟件,是對硬件功能的首次擴充和延伸。</p><p>　　?軟件：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件用來管理計算機本身及應(yīng)用軟件；應(yīng)用軟件用來完成用戶所要求的實際任務(wù)。</p><p>　　?硬件：指未配置任

6、何軟件的計算機。裸機又分為物理器件、微程序與機器語言三個層次。</p><p>　　??操作系統(tǒng)的資源管理觀點</p><p>　　?資源分硬件資源和軟件資源。</p><p>　　?硬件資源是計算機硬件系統(tǒng)的總和，包括中央處理機、主/輔助存儲器、輸入/輸出設(shè)備等。</p><p>　　?軟件資源是系統(tǒng)中各種程序和數(shù)據(jù)的總和，這些程序和數(shù)據(jù)均

7、以文件的形式保存在計算機系統(tǒng)中。</p><p>　　??操作系統(tǒng)的用戶服務(wù)觀點</p><p>　　?操作系統(tǒng)是用戶與計算機之間的一個接口。它為用戶提供了兩種使用操作系統(tǒng)的方式：命令方式、系統(tǒng)調(diào)用方式。</p><p>　　?命令方式：是指操作系統(tǒng)提供了一組聯(lián)機，用戶通過鍵盤或鼠標(biāo)使用這些命令，并直接操縱計算機系統(tǒng)。</p><p>　　?

8、系統(tǒng)調(diào)用方式：是指操作系統(tǒng)提供了一組系統(tǒng)調(diào)用，用戶可在自己的程序中通過調(diào)用來相應(yīng)的系統(tǒng)操縱計算機。</p><p><b>　　??定義</b></p><p>　　?操作系統(tǒng)：是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，用來管理和控制計算機系統(tǒng)中的軟硬件資源，合理地組織計算機工作流程，提供用戶和計算機之間的軟件接口，方便用戶使用計算機。</p><p>&

9、lt;b>　　??操作系統(tǒng)目標(biāo)</b></p><p>　　?目前存在著多種類型的操作系統(tǒng)，不同類型的操作系統(tǒng)其目標(biāo)各有側(cè)重。但一般來說都包括：方便性、有效性、可擴充性和開放性。</p><p><b>　　??操作系統(tǒng)的特征</b></p><p>　　?并發(fā)：指兩個或兩個以上事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。</p>

10、<p>　　?共享：指系統(tǒng)中硬件和軟件資源可為多個用戶同時使用（互斥共享、同時訪問）</p><p>　　?虛擬：指物理上的一個實體變成邏輯上的多個對應(yīng)物。</p><p>　　?異步性：指內(nèi)存中的多個進程均按照各自獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進。</p><p>　　1.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展</p><p><b>

11、;　　??操作系統(tǒng)的歷史</b></p><p>　　?操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段：手工存在階段（無操作系統(tǒng)）、脫機輸入輸出技術(shù)階段、批處理技術(shù)階段、多道程序設(shè)計技術(shù)階段。</p><p>　　1.3 操作系統(tǒng)的基本類型</p><p><b>　　??分類</b></p><p>　　?最常用分類方法

12、（按照操作系統(tǒng)的用戶服務(wù)方式分）主要有：多道批處理系統(tǒng)；分時系統(tǒng)；實時系統(tǒng)。其它操作系統(tǒng)還包括：通用操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、并發(fā)操作系統(tǒng)、面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng)。</p><p><b>　　??多道批處理系統(tǒng)</b></p><p><b>　　?運行方式（了解）</b></p><p>　　?特征：多道性、無序性、調(diào)度性&l

13、t;/p><p>　　?優(yōu)缺點：優(yōu)點：資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大。缺點：平均周轉(zhuǎn)時間長、無交互能力。</p><p>　　?在設(shè)計批處理系統(tǒng)時，首先要考慮的是周轉(zhuǎn)時間和系統(tǒng)的吞吐量。</p><p><b>　　??分時系統(tǒng)</b></p><p>　　?實現(xiàn)基本方法；設(shè)立時間片</p><p>　　

14、?特性：多路性、獨立性、及時性、交互性。</p><p>　　?響應(yīng)時間：指從終端用戶發(fā)出一條命令開始，到系統(tǒng)處理完這條命令并做出回答為止所需的最大時間間隔。</p><p>　　?影響響應(yīng)時間的因素：系統(tǒng)開銷、用戶數(shù)目、時間片、信息對換量。</p><p>　　?改善響應(yīng)時間的辦法：一種可行的辦法是減少信息對換量。而減少信息對換量可采用重入碼技術(shù)和虛擬存儲技術(shù)。&

15、lt;/p><p>　　?設(shè)計分時操作系統(tǒng)時，首先要考慮的是交互性和響應(yīng)時間。</p><p><b>　　??實時系統(tǒng)</b></p><p>　　?定義：是指系統(tǒng)對特定輸入做出反應(yīng)速度足以控制發(fā)出實時信號的對象的一種操作系統(tǒng)。</p><p>　　?實時系統(tǒng)的類型：1 實時控制系統(tǒng)；2 實時信息處理系統(tǒng)</p>

16、;<p>　　?特征：多路性、獨立性、及時性、交互性、高可靠性。</p><p>　　?設(shè)計實時操作系統(tǒng)時，首先要考慮的是實時性和可靠性。</p><p><b>　　??微機操作系統(tǒng)</b></p><p>　　?單用戶單任務(wù)OS：只允許一個用戶上機、且只允許用戶程序作為一個任務(wù)運行。最具代表性的是CP/M和MS-DOS。<

17、;/p><p>　　?單用戶多任務(wù)OS：只允許一個用戶上機、但允許將一個用戶程序分為若干個任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行。最具代表性的是OS/2和MS-WINDOWS。</p><p>　　?多用戶多任務(wù)OS：允許多個用戶通過各自的終端使用同一臺主機，共享主機的各類資源，同時用戶程序又可進一步分成幾個任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行。最具代表性的是UNIX OS。</p><p>　　1.4

18、 操作系統(tǒng)的服務(wù)與功能</p><p><b>　　??操作系統(tǒng)的服務(wù)</b></p><p>　　?操作系統(tǒng)公共服務(wù)類型：程序執(zhí)行、 I/O操作、文件系統(tǒng)管理、通信、資源分配、差錯處理</p><p>　　?操作系統(tǒng)的服務(wù)方式：系統(tǒng)調(diào)用、系統(tǒng)程序。</p><p>　　?系統(tǒng)調(diào)用的類型：進程管理、設(shè)備管理、文件管理、信

19、息維護和通訊五大類。</p><p><b>　　??操作系統(tǒng)功能</b></p><p>　　?從資源管理和用戶接口的觀點看，操作系統(tǒng)的基本功能為：①處理機管理；②存儲管理；③設(shè)備管理；④信息管理（文件系統(tǒng)管理）；⑤用戶接口。其中硬件資源為處理機、存儲器和設(shè)備三類，軟件資源為信息或文件（程序和數(shù)據(jù)的通稱）。</p><p><b>

20、　　??用戶接口</b></p><p>　　?命令接口：又分聯(lián)機命令接口：為聯(lián)機用戶提供的，由一組鍵盤命令和命令解釋程序組成；脫機命令接口：為批處理作業(yè)的用戶提供，由一組作業(yè)控制語言JCL(job control language)組成。</p><p>　　?程序接口：是為用戶程序在運行過程中訪問系統(tǒng)資源而設(shè)定的，也是用戶取得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑，由一組系統(tǒng)調(diào)用組成。&l

21、t;/p><p><b>　　?圖形接口</b></p><p><b>　　??處理機管理</b></p><p>　　?處理機管理功能可歸結(jié)為進程管理，主要功能：進程控制；進程同步；進程通訊；進程調(diào)度。</p><p><b>　　??存儲管理</b></p>&

22、lt;p>　　?存儲管理應(yīng)具備的功能，為：內(nèi)存分配；內(nèi)存保護；地址映射；內(nèi)存擴充。</p><p><b>　　??設(shè)備管理</b></p><p>　　?設(shè)備管理應(yīng)具備的功能，為：緩沖管理；設(shè)備分配；設(shè)備處理；虛擬設(shè)備管理。</p><p><b>　　??文件管理</b></p><p>

23、　　?文件管理的主要功能包括：文件存儲空間管理；目錄管理；文件讀寫管理；文件保護；文件系統(tǒng)的安全性；文件接口。</p><p>　　1.5 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　??分類</b></p><p>　　?從操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，操作系統(tǒng)可分為三種主要類型：整體式系統(tǒng)（無結(jié)構(gòu)）；層次式系統(tǒng)；客戶/服務(wù)器系統(tǒng)。</p>

24、;<p><b>　　??整體式結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　?整個系統(tǒng)是一堆過程的集合，每一過程都有一個定義好的接口，包括入口參數(shù)和返回值，過程間可以相互調(diào)用而不受約束，UNIX的系統(tǒng)核心層是典型的沒有層次的無結(jié)構(gòu)型。</p><p><b>　　??層次式系統(tǒng)</b></p><p>　　?按照操作系

25、統(tǒng)中模塊的功能和相互依存關(guān)系把它們劃分為若干個層次：</p><p>　　?最底層：OS對象；</p><p>　　?中間層：對對象進行管理和控制的軟件集合；</p><p>　　?最高層：OS提供給用戶使用的用戶接口。</p><p>　　??客戶/服務(wù)器系統(tǒng)</p><p>　　?在客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)中，需要把操作系

26、統(tǒng)的服務(wù)功能分為若干個服務(wù)器，而用戶進程則稱為客戶進程。操作系統(tǒng)由微內(nèi)核和核外服務(wù)器進程組成。微內(nèi)核提供最基本的、最必要的服務(wù)，而OS的其他功能由運行在核外的服務(wù)器完成。</p><p>　　?主要優(yōu)點：提高了系統(tǒng)的可靠性；適合于分布式系統(tǒng)中的應(yīng)用。</p><p><b>　　練習(xí)題：</b></p><p>　　1：下面8個系統(tǒng)中，必須是實

27、時操作系統(tǒng)的有——個。</p><p>　　1 計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)；2 航空定票系統(tǒng)；3 過程控制系統(tǒng)；4 機器翻譯系統(tǒng)；</p><p>　　5 辦公自動化系統(tǒng)；6 計算機激光照排系統(tǒng)；7情報檢索系統(tǒng)；8導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)</p><p>　　2：在分時系統(tǒng)中為使多個用戶能夠同時與系統(tǒng)交互，最關(guān)鍵的問題是__⑴__，當(dāng)用戶數(shù)目為100時，為保證響應(yīng)時間不超過2秒，此時

28、時間片最大應(yīng)為__⑵__。</p><p>　?、牛篈.計算機具有足夠高的運行速度 B.內(nèi)存容量應(yīng)足夠大 C.系統(tǒng)能及時地接收多個用戶輸入 D.能在一最短的時間內(nèi)，使所有的用戶都能運行 E.能快速地進行內(nèi)外存交換 ⑵：A.10ms B.20ms C.50ms D.100ms E.200ms </p><p>　　3：OS/2操作系統(tǒng)是由__⑴__開發(fā)的，它屬于__⑵__

29、類操作系統(tǒng)；UNIX操作系統(tǒng)是由__⑶__推出的，它屬于__⑷__類操作系統(tǒng)。</p><p>　?、?、⑶：A.IBM公司 B.Microsoft公司 C.Microsoft和IBM聯(lián)合 D. Bell實驗室</p><p>　?、?、⑷：A.單用戶單任務(wù) B.單用戶多任務(wù) C.多處理機 D.多用戶多任務(wù) </p><p>　　4：分時系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要

30、動力是什么？</p><p>　　5：操作系統(tǒng)中實現(xiàn)虛擬的關(guān)鍵技術(shù)是什么？并加以說明。</p><p>　　6：設(shè)計實時環(huán)境的操作系統(tǒng)的主要困難是什么？</p><p>　　7：一個分層結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)有：i裸機； 用戶； CPU調(diào)度和P、V操作； 文件管理； 作業(yè)管理； 內(nèi)存管理； 設(shè)備管理； 命令管理等組成，請按層次結(jié)構(gòu)的原則從內(nèi)到外將各部分重新排列。</p

31、><p>　　8：操作系統(tǒng)是一種__⑴__。根據(jù)其服務(wù)對象，常用的單處理機操作系統(tǒng)可分為三種類型：允許多個用戶在其終端上同時交互方式使用計算機的操作系統(tǒng)，稱為__⑵__；允許多用戶將若干個作業(yè)提交給計算機系統(tǒng)集中處理的操作系統(tǒng)稱為__⑶__；在__⑷__的控制下，計算機系統(tǒng)能及時處理由過程控制反饋的數(shù)據(jù)，并做出響應(yīng)；設(shè)計⑷時，首先應(yīng)考慮系統(tǒng)的__⑸__。</p><p>　?、? A.通用軟件

32、 B.應(yīng)用軟件 C.系統(tǒng)軟件 D.操作的軟件</p><p>　　⑵-⑷: A.批處理操作系統(tǒng) B.分時操作系統(tǒng) C.實時操作系統(tǒng) D.微機操作系統(tǒng)</p><p>　　E.多處理機操作系統(tǒng) F.分布式操作系統(tǒng) G.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)</p><p>　?、? A.可靠性和靈活性 B.實時性和可靠性 C.優(yōu)先權(quán)分配 D.時間片輪轉(zhuǎn) </p>

33、;<p>　　E.短作業(yè)優(yōu)先 F.時間片加分配</p><p>　　9：操作系統(tǒng)的基本特征有哪些？</p><p>　　10：什么是操作系統(tǒng)？</p><p>　　11：操作系統(tǒng)有哪幾種基本類型？它們的主要特征有那些？</p><p>　　12：分時系統(tǒng)的響應(yīng)時間是什么？它與哪些因素有關(guān)？</p><p&g

34、t;　　13：實時系統(tǒng)可分哪幾類？</p><p>　　14：多道程序和多重處理有何區(qū)別？</p><p><b>　　參考答案：</b></p><p>　　1解：1,2,3,7,8</p><p>　　2解：1 D ;2 B</p><p>　　3解：1 c ; 2 b; 3 d; 4 d&l

35、t;/p><p>　　4答：主要動力是為了更好地滿足用戶的需要。主要表現(xiàn)在：1)縮短了作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間；2)提供人機交互能力；3)多個用戶共享一臺計算機。</p><p>　?。ㄅ幚硐到y(tǒng)的主要推動力是不斷提高系統(tǒng)的資源利用率和提高系統(tǒng)的吞吐量。）</p><p>　　5答：是分時技術(shù)。例如，將一臺物理處理機虛擬為多臺邏輯上的處理機，是靠多道程序分時地使用同一臺物理處理機

36、來實現(xiàn)的。微觀上，該處理機在每一時刻只運行一道程序，它們分時地運行；然而在宏觀上，系統(tǒng)中確有幾道程序在同時運行，從而給用戶的感覺是系統(tǒng)中同時同時有多臺處理機在為其中的每一道程序服務(wù)，顯然用戶所感覺到的處理機并不實際存在。</p><p>　　6答：是在實時環(huán)境規(guī)定的時間限額內(nèi)對用戶作出相應(yīng)的反應(yīng)，否則就有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。因此，在設(shè)計時必須保證所采用的調(diào)度策略及相關(guān)技術(shù)不會使響應(yīng)時間超過實時環(huán)境所規(guī)定的時間限額

37、。</p><p>　　7答：重新排列后順序為：裸機； CPU調(diào)度和P、V操作； 內(nèi)存管理； 作業(yè)管理； 設(shè)備管理； 文件管理； 命令管理。</p><p>　　8 解：⑴C ⑵B ⑶A ⑷C ⑸B</p><p>　　9 答：1 并發(fā)：指兩個或兩個以上事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生；2 共享：指系統(tǒng)中硬件和軟件資源可為多個用戶同時使用（互斥共享、同時訪問）；3

38、 虛擬：指物理上的一個實體變成邏輯上的多個對應(yīng)物；4 異步性：指內(nèi)存中的多個進程均按照各自獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進。10 答：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，用來管理和控制計算機系統(tǒng)中的軟硬件資源，合理地組織計算機工作流程，提供用戶和計算機之間的軟件接口，方便用戶使用計算機。</p><p>　　11 答；操作系統(tǒng)的基本類型</p><p>　　有：1 多道批處理系統(tǒng)；2 分時

39、系統(tǒng)；3 實時系統(tǒng)。其中多道批處理系統(tǒng)的特征：多道性、無序性、調(diào)度性；分時系統(tǒng)的特征：多路性、獨立性、及時性、交互性。實時系統(tǒng)的特征：多路性、獨立性、及時性、交互性、高可靠性。</p><p>　　12 答：分時系統(tǒng)的響應(yīng)時間指從終端用戶發(fā)出一條命令開始，到系統(tǒng)處理完這條命令并做出回答為止所需的最大時間間隔。它與下列因素有：系統(tǒng)開銷、用戶數(shù)目、時間片、信息對換量。</p><p>　　13

40、 答：實時系統(tǒng)的類型：1 實時控制系統(tǒng)；2 實時信息處理系統(tǒng)</p><p>　　14 答：多道程序multiprogramming是作業(yè)之間自動調(diào)度執(zhí)行、共享系統(tǒng)資源，并不是真正地同時執(zhí)行多個作業(yè)；而多重處理multiprocessing系統(tǒng)配置多個CPU，能真正同時執(zhí)行多道程序。要有效使用多重處理，必須采用多道程序設(shè)計技術(shù)，而多道程序設(shè)計原則上不一定要求多重處理系統(tǒng)的支持。</p><p&

41、gt;<b>　　第二章 用戶接口</b></p><p><b>　　教學(xué)內(nèi)容</b></p><p>　　1. 作業(yè)的基本概念</p><p><b>　　2. 用戶接口概述</b></p><p><b>　　3．命令接口</b></p>

42、<p><b>　　4．程序接口</b></p><p><b>　　5．圖形接口</b></p><p><b>　　教學(xué)要求</b></p><p>　　了解作業(yè)的基本概念；了解操作系統(tǒng)提供給用戶的接口類型及各種接口的實現(xiàn)方法；熟悉命令接口在不同工作方式下的主要功能，作業(yè)和作業(yè)管理的

43、基本概念；掌握系統(tǒng)調(diào)用的定義及其執(zhí)行過程。</p><p><b>　　自學(xué)要點</b></p><p>　　重點是作業(yè)的基本概念和建立；用戶接口的概念和類型；系統(tǒng)調(diào)用的概念和過程</p><p><b>　　學(xué)時分配</b></p><p>　　3學(xué)時（自學(xué)學(xué)時：6學(xué)時）</p>&

44、lt;p>　　2.1 作業(yè)的基本概念</p><p><b>　　??作業(yè)</b></p><p>　　?作業(yè)(Job)是用戶提交給計算機進行加工的一個任務(wù)，由三部分組成，即程序、數(shù)據(jù)及作業(yè)說明書。通常一個作業(yè)又可分為若干個順序處理的作業(yè)步，其中每個作業(yè)步又可細分為若干個作業(yè)步任務(wù)。</p><p><b>　　??作業(yè)的類型&

45、lt;/b></p><p>　　?根據(jù)調(diào)度和控制的需要，可對作業(yè)進行分類。</p><p>　　?從調(diào)度的角度，可把作業(yè)分成：①計算型作業(yè)，指任務(wù)中包含大量的計算，而其I/O較少的作業(yè)，如通常的科學(xué)計算；②I/O型作業(yè)，要求少量的計算而需大量I/O的作業(yè)，如通常的事務(wù)處理。</p><p>　　?從控制的角度，可把作業(yè)分成：①脫機作業(yè)，在整個作業(yè)的運行過程

46、中，只需根據(jù)作業(yè)說明書中的說明對作業(yè)進行控制，脫機作業(yè)通常是在批處理操作環(huán)境下運行，故也稱為批量型作業(yè)；②聯(lián)機作業(yè)，通常是用鍵盤命令直接控制作業(yè)的運行，聯(lián)機作業(yè)通常在分時操作環(huán)境下運行，故也稱為終端型作業(yè)。</p><p><b>　　??作業(yè)的建立過程</b></p><p>　　?一個作業(yè)的建立過程包括兩個子過程，即作業(yè)的輸入方式和JCB的建立。</p>

47、;<p>　　?作業(yè)的輸入指將作業(yè)的程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書從輸入設(shè)備（如鍵盤）輸入到外存，并形成有關(guān)的初始信息。其輸入方式主要有：①聯(lián)機輸入方式②脫機輸入方式③直接耦合方式④SPOOLing系統(tǒng)⑤網(wǎng)絡(luò)輸入方式。</p><p><b>　　??作業(yè)的組織</b></p><p>　　?程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。程序和數(shù)據(jù)完成用戶所要求的業(yè)務(wù)處理工作的具體內(nèi)

48、容，作業(yè)處理的說明是用戶要求計算機所作的步驟。</p><p>　　??作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換</p><p>　　?作業(yè)從提交給系統(tǒng)直到它完成后離開系統(tǒng)前的整個活動過程，可分為：提交狀態(tài)；后備狀態(tài)；運行狀態(tài)；完成狀態(tài)。</p><p>　　2.2 用戶接口概述</p><p>　　?操作系統(tǒng)是用戶和計算機之間的接口，用戶通過操作系統(tǒng)的幫助可以快

49、速、有效和安全可靠地使用計算機各類資源。通常操作系統(tǒng)為用戶控制其作業(yè)提供命令接口、程序接口和圖形接口。</p><p><b>　　2.3 命令接口</b></p><p><b>　　??命令接口</b></p><p>　　?命令接口是操作系統(tǒng)為用戶提供的各種操作命令，用戶利用它來組織作業(yè)的工作流程和控制作業(yè)的運行。類

50、型有：脫機命令接口；聯(lián)機命令接口。</p><p><b>　　??脫機命令接口</b></p><p>　　?脫機命令接口是操作系統(tǒng)為脫機工作方式下的用戶提供的一種接口。利用JCL語言將用戶對作業(yè)的控制要求寫成作業(yè)控制卡或作業(yè)說明書的形式。</p><p>　　?JCL：作業(yè)控制語言，是一種用來表達申請作業(yè)控制意圖和步驟的語言。JCL的語句就

51、是作業(yè)控制命令。不同批處理提供不同的JCL。</p><p><b>　　??聯(lián)機命令接口</b></p><p>　　?聯(lián)機命令接口指用戶通過控制臺或終端，采用人—機會話的方式，直接控制作業(yè)的運行。又分為：1 鍵盤命令方式；2 命令文件方式。</p><p>　　?鍵盤命令方式：是通過逐條輸入鍵盤命令語句，經(jīng)解釋后執(zhí)行，以控制作業(yè)運行的一種方

52、式，通常包括：1 系統(tǒng)管理；2 環(huán)境設(shè)置；3 編輯修改、編譯、連接和運行命令；4 文件管理命令；5 操作員專用命令（執(zhí)行權(quán)限管理）；6 通信；7 資源要求。</p><p>　　?命令文件方式：是用鍵盤命令語言編寫的一個鍵盤命令語言程序——命令文件。一旦建立命令文件后，系統(tǒng)可連續(xù)執(zhí)行若干條命令并且可以多次重復(fù)執(zhí)行。命令文件中可以進行參數(shù)傳遞，也可以嵌套的方式調(diào)用其他的命令文件。</p><p&

53、gt;　　2.4 程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）</p><p><b>　　??程序接口</b></p><p>　　?程序接口是OS專門為用戶程序設(shè)置的，也是用戶程序取得OS服務(wù)的唯一途徑，程序接口通常由各種各樣的系統(tǒng)調(diào)用所組成。</p><p><b>　　??系統(tǒng)調(diào)用</b></p><p>　　?系

54、統(tǒng)調(diào)用的基本概念：是OS提供給編程人員的唯一接口，是由操作系統(tǒng)中的一段程序來完成特定功能的，屬于一種特殊的過程調(diào)用。有的計算機系統(tǒng)中，把它稱為廣義指令。</p><p>　　?調(diào)用的方式：采用訪管方式來實現(xiàn)。通過產(chǎn)生一個訪管中斷，使處理機由目態(tài)（用戶態(tài)）轉(zhuǎn)為管態(tài)（系統(tǒng)態(tài)）。（當(dāng)中央處理器處于目態(tài)時不允許執(zhí)行特權(quán)指令；而處于管態(tài)時可這些包括特權(quán)指令在內(nèi)的一切機器指令）</p><p>　　?

55、常用的訪管指令的形式：SVC N</p><p>　　??系統(tǒng)調(diào)用與一般過程調(diào)用的主要區(qū)別</p><p>　　?系統(tǒng)調(diào)用本質(zhì)上一種過程調(diào)用，但它是一種特殊的過程調(diào)用，主要區(qū)別有：</p><p>　　① 運行狀態(tài)不同：一般的過程調(diào)用，其調(diào)用和被調(diào)用過程或者都是子程序，或者都是系統(tǒng)程序，故運行在同一系統(tǒng)狀態(tài)下：系統(tǒng)態(tài)或用戶態(tài)。系統(tǒng)調(diào)用的調(diào)用過程是用戶程序，它運行在

56、用戶態(tài)；其被調(diào)用過程是系統(tǒng)過程，運行在系統(tǒng)態(tài)下。</p><p>　?、?進入的方式不同：一般過程調(diào)用可以直接通過過程調(diào)用語句將控制轉(zhuǎn)移到被調(diào)用的過程；而執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時，由于調(diào)用和被調(diào)用過程處于不同的系統(tǒng)狀態(tài)，必須通過訪管中斷進入。</p><p>　?、?代碼層次不同：一般的過程調(diào)用中的被調(diào)用程序是用戶級程序，而系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)中的代碼程序，是系統(tǒng)級程序。</p><

57、;p>　　??系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)過程</p><p>　　?用戶在源程序中使用系統(tǒng)調(diào)用，給出系統(tǒng)調(diào)用名和函數(shù)后，即產(chǎn)生一條相應(yīng)的陷入指令，通過陷入處理機制調(diào)用服務(wù)，引起處理機中斷，然后保護處理機現(xiàn)場，取系統(tǒng)調(diào)用功能號并尋找子程序入口，通過入口地址表來調(diào)用系統(tǒng)子程序。執(zhí)行完畢后，退出中斷，返回到用戶程序的斷點，恢復(fù)現(xiàn)場，繼續(xù)執(zhí)行用戶程序。</p><p><b>　　2.5 圖形

58、接口</b></p><p><b>　　??圖形用戶接口</b></p><p>　　?圖形用戶接口的引入：主要是在使用命令接口時，要求用戶熟悉并記住系統(tǒng)所提供各種命令的名稱、功能和格式；此外還要求用戶按照規(guī)定的格式準(zhǔn)確的鍵入，這不僅不方便，而且需花費較多的時間；同時利用命令接口來進行文字處理、圖形的繪制和編輯也是極為不便的。</p>&l

59、t;p>　　?圖形用戶接口元素：窗口；圖標(biāo)；菜單；對話框</p><p>　　?圖形用戶接口元素的基本操作：菜單操作；窗口操作；對話框操作。</p><p><b>　　練習(xí)題：</b></p><p>　　1：在分時系統(tǒng)中是否應(yīng)設(shè)置作業(yè)調(diào)度?為什么?實時系統(tǒng)呢？</p><p>　　2：為什么說SPOOLING對

60、批處理（多道程序）是必需的？對分時系統(tǒng)也是需要的嗎？ </p><p>　　3：作業(yè)控制方式可分為兩種，它們是__⑴__、__⑵__。</p><p>　?、?⑵: A.命令方式 B.程序方式 C.聯(lián)機方式 D.脫機方式 E.后備方式 F.執(zhí)行方式 G.批量方式 H.調(diào)用方式</p><p>　　4：用戶作業(yè)被SPOOLing系統(tǒng)輸入到外存時，稱此作

61、業(yè)處于__⑴__，在外存后備隊列上的作業(yè)處于__⑵__，作業(yè)在內(nèi)存處于__⑶__。</p><p>　?、?⑶: A.進入狀態(tài) B.運行狀態(tài) C.完成狀態(tài) D.后備狀態(tài) E.就緒狀態(tài) </p><p><b>　　5：什么是作業(yè)？</b></p><p>　　6：操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口？</p><p>　　

62、7：什么是系統(tǒng)調(diào)用？系統(tǒng)調(diào)用與一般過程的區(qū)別？</p><p>　　8: 作業(yè)由哪幾部分組成？各有什么功能？</p><p>　　9：簡述系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)過程？</p><p>　　10：什么是作業(yè)？作業(yè)步？</p><p>　　11：試述SPOOLING系統(tǒng)的工作原理？</p><p><b>　　參考答案：

63、</b></p><p>　　1答：分時系統(tǒng)最重要的目標(biāo)是實現(xiàn)人機交互，因此系統(tǒng)中所有的作業(yè)都是由用戶從鍵盤終端直接輸入到內(nèi)存，從而保證在一較短的時間內(nèi)，各終端作業(yè)都能被處理。如果將終端作業(yè)先送到外存輸入井上再等待作業(yè)調(diào)度后，才將作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，則既不能保證人機交互的及時性，又顯然是多此一舉，故在分時系統(tǒng)中沒有作業(yè)控制表，不需設(shè)置作業(yè)調(diào)度。</p><p>　　在實時系統(tǒng)中，由于

64、實時任務(wù)往往是其實時性更高的任務(wù)，它們一般常住內(nèi)存，因而也不需要作業(yè)調(diào)度。 </p><p>　　2答：是。理由是它允許事先從輸入設(shè)備上讀入信息并將輸出文件暫存于輸出設(shè)備中，直到輸出設(shè)備準(zhǔn)備接收它們?yōu)橹?。由于許多作業(yè)可能同時到達，所以，CPU將一個作業(yè)的計算與其他作業(yè)的I/O操作并發(fā)執(zhí)行。分時系統(tǒng)則不需要。理由是每個事務(wù)通常較短，而且輸出信息一般直接輸出到打印設(shè)備上。</p><p>　　

65、3 解：⑴C ,⑵D</p><p>　　4 解：⑴A ，⑵D ，⑶B</p><p>　　5 答：作業(yè)(Job)是用戶提交給計算機進行加工的一個任務(wù)，由三部分組成，即程序、數(shù)據(jù)及作業(yè)說明書。</p><p>　　6 答：命令接口（又分脫機命令接口；聯(lián)機命令接口）；程序接口（即系統(tǒng)調(diào)用）、圖形接口。</p><p>　　7答：系統(tǒng)調(diào)用的基本概

66、念：是OS提供給編程人員的唯一接口，是由操作系統(tǒng)中的一段程序來完成特定功能的，屬于一種特殊的過程調(diào)用。主要區(qū)別：①運行狀態(tài)不同：一般的過程調(diào)用，其調(diào)用和被調(diào)用過程或者都是子程序，或者都是系統(tǒng)程序，故運行在同一系統(tǒng)狀態(tài)下：系統(tǒng)態(tài)或用戶態(tài)。系統(tǒng)調(diào)用的調(diào)用過程是用戶程序，它運行在用戶態(tài)；其被調(diào)用過程是系統(tǒng)過程，運行在系統(tǒng)態(tài)下。②進入的方式不同：一般過程調(diào)用可以直接通過過程調(diào)用語句將控制轉(zhuǎn)移到被調(diào)用的過程；而執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時，由于調(diào)用和被調(diào)用過程

67、處于不同的系統(tǒng)狀態(tài)，必須通過訪管中斷進入。③代碼層次不同：一般的過程調(diào)用中的被調(diào)用程序是用戶級程序，而系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)中的代碼程序，是系統(tǒng)級程序。</p><p>　　8 答：程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。程序和數(shù)據(jù)完成用戶所要求的業(yè)務(wù)處理工作的具體內(nèi)容，作業(yè)處理的說明是用戶要求計算機所作的步驟。</p><p>　　9 答：用戶在源程序中使用系統(tǒng)調(diào)用，給出系統(tǒng)調(diào)用名和函數(shù)后，即產(chǎn)生一條相應(yīng)的

68、陷入指令，通過陷入處理機制調(diào)用服務(wù)，引起處理機中斷，然后保護處理機現(xiàn)場，取系統(tǒng)調(diào)用功能號并尋找子程序入口，通過入口地址表來調(diào)用系統(tǒng)子程序。執(zhí)行完畢后，退出中斷，返回到用戶程序的斷點，恢復(fù)現(xiàn)場，繼續(xù)執(zhí)行用戶程序。</p><p>　　10答：作業(yè)是用戶提交給計算機進行加工的一個任務(wù)，由三部分組成，即程序、數(shù)據(jù)及作業(yè)說明書。作業(yè)由不同順序相連的作業(yè)步組成。作業(yè)步是在一個作業(yè)的處理過程中，計算機所做的相對獨立的工作。&

69、lt;/p><p>　　11答：當(dāng)用戶提交一批作業(yè)后，操作員鍵入“預(yù)輸入命令”啟動預(yù)輸入程序工作，預(yù)輸入程序啟動輸入機讀出作業(yè)信息，并把它們存放到輸入井中。當(dāng)主存儲器可以裝入作業(yè)時就從輸入井中選擇若干作業(yè)裝入主存儲器。被裝入主存儲器中的作業(yè)在執(zhí)行中可請求井管理程序從輸出井讀需處理的信息或把處理結(jié)果寫到輸出井中。緩輸出程序利用處理器空閑時間把作業(yè)執(zhí)行結(jié)果在打印機上輸出。</p><p><

70、b>　　第三章 進程管理</b></p><p><b>　　教學(xué)內(nèi)容</b></p><p>　　1. 進程的基本概念</p><p><b>　　2. 進程的實現(xiàn)</b></p><p><b>　　3．進程控制</b></p><p&

71、gt;　　4．進程的同步與互斥</p><p>　　5．利用信號量機制解決經(jīng)典進程同步問題</p><p><b>　　6．進程通信</b></p><p><b>　　7．線程的概念</b></p><p><b>　　教學(xué)要求</b></p><p>

72、;　　了解引入進程的原因，進程控制的方法；熟悉進程的基本狀態(tài)及變遷，進程控制塊和組織，信號量和P、V原語，進程通信的類型和方法；掌握用信號量機制解決各種互斥同步問題的方法。</p><p><b>　　自學(xué)要點</b></p><p>　　進程的基本概念、描述、基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換；原語及其執(zhí)行特點，進程控制原語的工作流程；臨界區(qū)、信號量并發(fā)進程間的制約方式及原因。重點為

73、信號量和P、V原語，并能解決一些各種同步互斥以及前趨圖等實際問題。</p><p><b>　　學(xué)時分配</b></p><p>　　9學(xué)時（自學(xué)學(xué)時：18學(xué)時）</p><p>　　3.1 進程的基本概念</p><p><b>　　??進程的引入</b></p><p>

74、<b>　?、?程序的順序執(zhí)行</b></p><p>　　?程序的順序執(zhí)行指一個具有獨立功能的程序獨占處理機直到得到最終結(jié)果的過程。具有：順序性、封閉性和可再現(xiàn)性。</p><p><b>　?、?程序的并發(fā)執(zhí)行</b></p><p>　　?程序的并發(fā)執(zhí)行指一組在邏輯上相互獨立的程序或程序段在執(zhí)行過程中其執(zhí)行時間在客觀

75、上互相重疊。程序的并發(fā)執(zhí)行增強了計算機系統(tǒng)的處理能力和提高了資源的利用率。具有：間斷性、失去了封閉性及不可再現(xiàn)性。</p><p><b>　　例1：</b></p><p><b>　　Int n=0</b></p><p><b>　　程序 A</b></p><p>&

76、lt;b>　　條件為真</b></p><p><b>　　1 n=n+1;</b></p><p><b>　　程序A的其余部分</b></p><p><b>　　程序B</b></p><p><b>　　條件為真</b><

77、/p><p>　　1 print(n);</p><p><b>　　2 n=0;</b></p><p><b>　　程序B的其余部分</b></p><p>　　討論可能出現(xiàn)的結(jié)果（三種情況：A1,B1,B2； B1,A1,B2; B1,B2,A1）</p><p>

78、　　??程序并發(fā)執(zhí)行的Bernstein條件</p><p>　　?定義有關(guān)程序的讀集和寫集</p><p>　　R(Pi)={a1,a2,…,am},用來表示程序Pi在執(zhí)行期間所需引用的變量集合，稱為Pi的讀集。</p><p>　　W(Pi)={a1,a2,…,am},用來表示程序Pi在執(zhí)行期間所需改變的變量集合，稱為Pi的寫集。</p><

79、p>　　?Bernstein條件：若兩個程序P1和P2能滿足下述條件， R(P1)∩W(P2)UR(P2)∩W(P1)UW(P1)∩W(P2)={} 它們便能并發(fā)執(zhí)行，否則不能。</p><p><b>　　例2：</b></p><p><b>　　有四條語句：</b></p><p>　　S1: a=x+y&l

80、t;/p><p>　　S2: b=z+1</p><p>　　S3: c=a-b</p><p>　　S4: w=c+1</p><p>　　R(s1)={x,y}，W(S1)={a}</p><p>　　R(s2)={z}，W(S2)=</p><p>　　R(s3)={a,b}，W(

81、S3)={c}</p><p>　　R(s4)={c}，W(S4)={w}</p><p>　　S1和S2能滿足Bernstein條件，所以能并發(fā)執(zhí)行；而對于S1和S3不能滿足Bernstein條件，因為R(S3)∩W(S1)={a}，所以不能并發(fā)執(zhí)行。同理，S2和S3，S3和S4也不能并發(fā)執(zhí)行。</p><p><b>　　前趨圖為：</b>

82、</p><p><b>　　S1 </b></p><p><b>　　↘ </b></p><p><b>　　S3 → S4</b></p><p><b>　　↗</b></p><p><b>　　S2 &

83、lt;/b></p><p><b>　　??前趨圖</b></p><p>　　?前趨圖是一個有向無循環(huán)圖，圖中每個結(jié)點可表示一個語句、一個程序段或一個進程，結(jié)點間的有向邊表示結(jié)點之間的前趨關(guān)系。</p><p>　　?幾個概念：1 直接前趨；2 直接后繼；3 初始結(jié)點；4 終止結(jié)點 </p><p>　　??進

84、程的定義和特征</p><p><b>　　??進程的定義</b></p><p>　　?進程的概念是60年代初期，首先在MIT的Multics系統(tǒng)中引入的，進程的定義有很多種。其中一種為進程是可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程。</p><p><b>　　??進程的特征</b></p><p

85、>　　?進程具有五個基本特征，而程序則沒有。具體為：</p><p>　　① 動態(tài)性。進程的實質(zhì)是程序的一次執(zhí)行過程，因此動態(tài)性是進程的最基本特征。它還表現(xiàn)為有生命周期的，即由創(chuàng)建而產(chǎn)生，有調(diào)度而執(zhí)行，由撤消而消亡。而程序只是一組有序指令的集合，是靜態(tài)的。</p><p>　?、?并發(fā)性。指多個進程能在一段時間內(nèi)同時運行，并發(fā)性是進程的重要特性。引入進程的目的也正是為了使其程序能和

86、其它進程的程序并發(fā)執(zhí)行。</p><p>　　③ 獨立性。指進程是一個能獨立運行、獨立分配資源和獨立調(diào)度的基本單位，凡未建立進程的程序，都不能作為一個獨立的單位參加運行。</p><p>　　④ 異步性。指進程按各自獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進，即按異步的方式運行。</p><p>　　結(jié)構(gòu)特征。從結(jié)構(gòu)上看，進程是由程序段、數(shù)據(jù)段及進程控制塊(PCB)三部分組成

87、，這也是進程的靜態(tài)描述。PCB是操作系統(tǒng)中最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它存放了操作系統(tǒng)所需的、用于描述進程情況和控制進程運行所需的全部信息，是進程存在的唯一標(biāo)志。</p><p>　　??作業(yè)和進程的關(guān)系</p><p>　?、?作業(yè)是用戶向計算機提交任務(wù)的任務(wù)實體。在用戶向計算機提交作業(yè)之后，系統(tǒng)將它放入外存中的作業(yè)等待隊列中等待執(zhí)行；而進程則是完成用戶任務(wù)的執(zhí)行實體，是向系統(tǒng)申請分配資源的基本

88、單位。</p><p>　?、?一個作業(yè)可由多個進程組成，且必須至少由一個進程組成，反之不然。</p><p>　　③ 作業(yè)的概念主要用在批處理系統(tǒng)中，而進程的概念則用在幾乎所有的多道系統(tǒng)中。</p><p>　　??進程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換</p><p>　　?由進程運行的間斷性，決定了進程至少具有下述三種狀態(tài)：</p>&l

89、t;p>　?、?就緒狀態(tài)。當(dāng)進程已分配到除CPU以外的所有必要資源后，只要能再獲得處理機，便能立即執(zhí)行所處的狀態(tài)。一個系統(tǒng)中，可以有多個進程同時處于就緒狀態(tài)，通常將它們排成一個隊列，稱為就緒隊列。</p><p>　　② 執(zhí)行狀態(tài)。指進程已獲得處理機，其程序正在執(zhí)行。在單處理機系統(tǒng)中，只能有一個進程處于執(zhí)行狀態(tài)。</p><p>　?、?等待（阻塞）狀態(tài)。進程因等待某事件而暫停執(zhí)行時

90、的所處的狀態(tài)。通常將處于等待狀態(tài)的進程排成一個隊列，稱為等待隊列。</p><p>　　?進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及原因</p><p>　?、?就緒→執(zhí)行：調(diào)度；</p><p>　?、?執(zhí)行→等待：等待某個事件發(fā)生而睡眠；</p><p>　?、?等待→就緒：因等待的時間發(fā)生而喚醒；</p><p>　?、?執(zhí)行→就緒：時間

91、片用完。</p><p>　　??新狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)</p><p>　　?新(New)狀態(tài)：是一個進程剛剛建立，但還未將它送入就緒隊列時的狀態(tài)）。</p><p>　　?終止(Terminated)狀態(tài)：當(dāng)一個進程已經(jīng)正常結(jié)束或異常結(jié)束，OS已將它從就緒隊列中移出，但尚未將它撤消時的狀態(tài)。</p><p>　　?新→就緒狀態(tài)：當(dāng)就緒進程能夠接

92、納新進程時，OS就把處于新狀態(tài)的進程移入就緒隊列。</p><p>　　?執(zhí)行→終止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)一個進程已經(jīng)完成或發(fā)生某事件（地址越界等）而異常終止時，進程將由執(zhí)行轉(zhuǎn)為終止?fàn)顟B(tài)。</p><p><b>　　3.2 進程的實現(xiàn)</b></p><p><b>　　??進程的結(jié)構(gòu)描述</b></p><p&g

93、t;　　?進程由三部分組成，即PCB、有關(guān)程序段和該程序段對其進行操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集。各部分的作用：</p><p>　?、?進程控制塊：用于描述進程情況及控制進程運行所需的全部信息。 </p><p>　?、?程序段：是進程中能被進程調(diào)度程序在CPU上執(zhí)行的程序代碼段。</p>

94、<p>　　③ 數(shù)據(jù)段：一個進程的數(shù)據(jù)段，可以是進程對應(yīng)的程序加工處理的原始數(shù)據(jù)，也可以是程序執(zhí)行后產(chǎn)生的中間或最終數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　??進程控制塊</b></p><p>　　?進程控制塊PCB：是OS中最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于描述進程情況及控制進程運行所需的全部信息。系統(tǒng)根據(jù)PCB感知進程的存在和通過PCB中包含的各項變量的變化，掌握

95、進程所處的狀態(tài)以達到控制進程活動的目的，是進程存在的唯一標(biāo)志。其基本內(nèi)容是：有關(guān)進程的描述信息；控制信息；資源管理信息；CPU現(xiàn)場保護結(jié)構(gòu)。</p><p>　　?PCB是有一定的生命期的。在創(chuàng)建一個進程時，應(yīng)先創(chuàng)建PCB；然后才能根據(jù)PCB的信息對進程管理和控制；進程結(jié)束時，回收PCB，進程也隨之消亡。在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)進程加上用戶進程，進程數(shù)可達數(shù)十百個，為了有效的管理，應(yīng)將它們組織起來。常用的組織方式有：鏈

96、接方式；索引方式。</p><p><b>　　3.3 進程控制</b></p><p><b>　　??進程控制機構(gòu)</b></p><p>　　?進程控制主要任務(wù)：對進程生命期控制及實現(xiàn)進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，是由操作系統(tǒng)內(nèi)核中相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)的。</p><p>　　?處理機的執(zhí)行狀態(tài)：系統(tǒng)態(tài)、用戶態(tài)。系

97、統(tǒng)態(tài)（核心態(tài)或管態(tài)），具有較高的特權(quán)，能執(zhí)行一切硬件指令，訪問所有寄存器和內(nèi)存儲器。用戶態(tài)（目態(tài)），具有較低特權(quán)的執(zhí)行狀態(tài)，只能執(zhí)行規(guī)定的指令，訪問指定的寄存器和內(nèi)存儲器。</p><p>　　?操作系統(tǒng)內(nèi)核：OS的內(nèi)核通常運行在系統(tǒng)態(tài)，是計算機硬件擴充的第一層軟件，主要是一些與硬件密切相關(guān)的模塊，常駐內(nèi)存。內(nèi)核的功能：1支撐功能；中斷處理、時鐘管理、原語操作。2資源管理功能：進程管理、存儲器管理、設(shè)備管理。&l

98、t;/p><p>　　?原語：是OS系統(tǒng)內(nèi)核中由若干條指令構(gòu)成，用于完成特定功能的一個過程。</p><p>　　?與一般過程的區(qū)別：它們是“原子操作”。原子操作：一個操作中的所有動作，要么全做，要么全不做。即是一個不可分割的操作，是不可中斷的。</p><p><b>　　??進程控制原語</b></p><p>　　是對

99、進程生命期控制和進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原語，目的是達到多進程高效率并發(fā)執(zhí)行和協(xié)調(diào)、實現(xiàn)資源共享。主要有：創(chuàng)建原語；撤消原語；阻塞原語；喚醒原語。</p><p><b>　　??進程創(chuàng)建原語</b></p><p>　　?創(chuàng)建方式：由系統(tǒng)程序模塊統(tǒng)一創(chuàng)建；由父進程創(chuàng)建。</p><p>　　?進程圖：用于描述進程家族關(guān)系的有向樹。（了解父進程、子進程、

100、祖父進程、祖先等概念）</p><p>　　?引起創(chuàng)建進程的典型事件：1用戶登錄；2作業(yè)調(diào)度；3提供服務(wù)；4應(yīng)用請求；</p><p><b>　　?進程創(chuàng)建的步驟：</b></p><p><b>　　1申請空白PCB；</b></p><p>　　2為新進程分配資源；</p>&l

101、t;p><b>　　3初始化PCB；</b></p><p>　　4將新進程插入就緒隊列；</p><p>　　5將新進程插入進程家族或進程鏈。</p><p><b>　　??進程撤消原語</b></p><p>　　?引起進程撤消的事件：1正常結(jié)束；2異常結(jié)束；（指在進程運行期間，由于出現(xiàn)

102、某些錯誤和故障迫使進程終止，如越界錯誤、I/O故障等）3外界干預(yù)；（指進程應(yīng)外界的請求而終止運行，這些干預(yù)有：操作員或OS干預(yù)；父進程請求；父進程終止）</p><p><b>　　?進程撤消過程：</b></p><p>　　1根據(jù)被撤消進程的標(biāo)識符，從PCB集合中檢索出該進程的PCB，讀出其狀態(tài)；</p><p>　　2若為執(zhí)行狀態(tài)，應(yīng)立即

103、終止其執(zhí)行，并在其撤消后應(yīng)重新調(diào)度，選擇一新進程，把處理機分配給它；</p><p>　　3若該進程有子孫進程，還應(yīng)將其所有的子孫進程預(yù)以撤消，以防成為不可控；</p><p>　　4將該進程全部資源，歸還父進程或系統(tǒng)；</p><p>　　5釋放撤消進程的PCB結(jié)構(gòu)本身。</p><p>　　??進程阻塞和喚醒原語</p>&

104、lt;p>　　?引起進程阻塞和喚醒的事件：1請求系統(tǒng)服務(wù)；2啟動某種操作；3新數(shù)據(jù)尚未到達；4無新工作可做；</p><p>　　?Block原語和Wakeup原語是一對作用剛好相反的原語。一般來說，如果某進程調(diào)用了阻塞原語，則必須在與之合作的另一進程或相關(guān)進程中，調(diào)用喚醒原語；否則被阻塞進程將會因不能被喚醒而長久處于阻塞狀態(tài)，從而再無機會運行。</p><p>　　?進程阻塞過程：

105、（這是進程自身的一種主動行為）</p><p>　　1因進程處于執(zhí)行狀態(tài)，故應(yīng)先中斷處理機和保存該進程的CPU現(xiàn)場；</p><p>　　2將進程的狀態(tài)有“執(zhí)行”改為“阻塞”；</p><p>　　3將阻塞進程插入到阻塞（等待）隊列；（若系統(tǒng)中設(shè)置了因不同事件而阻塞的多個阻塞隊列，則應(yīng)將進程插到具有相同事件的阻塞隊列）</p><p>　　4

106、轉(zhuǎn)進程調(diào)度；（防止處理機空轉(zhuǎn)，而出現(xiàn)資源浪費）</p><p><b>　　?進程喚醒過程：</b></p><p>　　1從阻塞（等待）隊列中摘下需被喚醒的進程；</p><p>　　2將其PCB的現(xiàn)行狀態(tài)，由阻塞改為就緒；</p><p>　　3并將該進程插入到就緒隊列；</p><p>　　

107、4轉(zhuǎn)進程調(diào)度或返回；</p><p>　　3.4 進程的同步與互斥</p><p><b>　　??主要任務(wù)</b></p><p>　　?進程的同步和互斥機制的主要任務(wù)：控制并發(fā)執(zhí)行的諸進程之間能有效地共享和相互協(xié)作，同時使并發(fā)執(zhí)行的程序仍具有可再現(xiàn)性。</p><p><b>　　??進程互斥</b&

108、gt;</p><p>　　?并發(fā)系統(tǒng)中諸進程由于資源共享、進程合作，而產(chǎn)生進程之間的相互制約；又因共享資源的方式不同，而導(dǎo)致兩種不同的制約關(guān)系：</p><p>　　間接相互制約。這種制約主要源于資源共享（進程互斥）；</p><p>　　直接相互制約。這種制約主要源于進程合作（進程同步）。</p><p>　　?臨界資源：一次僅允許一個進

109、程訪問的資源。</p><p>　　?臨界區(qū)：每個進程中訪問臨界資源的那段代碼。（不允許多個并發(fā)進程交叉執(zhí)行的一段程序）</p><p>　　?進程互斥：不允許兩個以上的共享該資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)。</p><p>　　?同步機制的準(zhǔn)則：空閑讓進；忙則等待；讓權(quán)等待；有限等待；</p><p><b>　　例3：</b

110、></p><p>　?。ㄅc時間有關(guān)的錯誤）二個進程P1,P2共享變量 count(R1,R2是處理機中的寄存器)：</p><p>　　P1：①R1=count; </p><p>　?、赗1=R1+1; </p><p>　　③count=R1;</p><p>　　P2:：①R2=count

111、; </p><p>　?、赗2=R2+1; </p><p>　?、踓ount=R2; </p><p>　　結(jié)果應(yīng)該count 增加了2，正確。</p><p>　　但若執(zhí)行順序按P1①，P2①，P1②，P1③，P2②，P2③，雖然P1,P2各自對count進行了加1操作，但最后結(jié)果count僅增加了1。</p><

112、p><b>　　??進程同步</b></p><p>　　?定義：指多個合作進程為了完成同一個任務(wù)，它們在執(zhí)行速度上必須相互協(xié)調(diào)，即一個進程的執(zhí)行依賴于另一個進程的消息，當(dāng)沒有消息時要等待，直到消息到達被喚醒。</p><p>　　?合作進程指具有同步關(guān)系的一組并發(fā)進程，合作進程間互相發(fā)送的信號稱為消息或事件。</p><p>　　?進程

113、同步和互斥間的關(guān)系</p><p>　　?同步互斥相似處：進程的互斥實際上是進程同步的一種特殊情況；進程的互斥和同步統(tǒng)稱為進程同步。</p><p>　　?差別：進程互斥是進程間共享資源的使用權(quán)，這種競爭沒有固定的必然聯(lián)系，哪個進程競爭到使用權(quán)就歸那個進程使用，直到不需要使用時在歸還；而進程同步則涉及共享資源的并發(fā)進程間有一種必然的聯(lián)系，當(dāng)進程必須同步時，即使無進程在使用共享資源時，那么尚

114、未得到同步消息的進程也不能去使用這個資源。</p><p>　　??利用信號量機制解決問題</p><p>　　?信號量機制：由Diskstra提出的一種解決進程的同步與互斥的工具。</p><p>　　?建立一個信號量必須經(jīng)過說明所代表的意義，賦初值以及建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以便指向那些等待使用該臨界區(qū)的進程。</p><p>　　?信號量的值

115、只能通過P、V原語操作來改變。</p><p>　　?記錄型的信號量機制：是一個記錄型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含兩個數(shù)據(jù)項，一是記數(shù)值域，另一是等待該信號量的進程隊列首指針域。描述如下：</p><p>　　typedef struct semaphore</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int va

116、lue;</p><p><b>　　PCB *p;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　??P(s)和V(s)操作原語</p><p><b>　　void v(s)</b></p><p>　　struct sema

117、phore s;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　s.value=s.value+1;</p><p>　　if (s.value<=0) wakeup(s.p);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　

118、　void P(s)</b></p><p>　　struct semaphore s;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　s.value=s.value-1;</p><p>　　if (s.value<0) block(s.p);</p><p>&

119、lt;b>　　}</b></p><p>　　??s.value的物理含義</p><p>　　?當(dāng)s.value>0數(shù)值時，表示某類可用資源的數(shù)量。而當(dāng)s.value<0數(shù)值時，表示該類資源已分配完。若有進程請求該類資源，則被阻塞，其絕對值等于等待該類資源的進程數(shù)。 </p><p>　　?每次的P(s)操作，意味著進程請求分配該類

120、資源的一個單位資源。相反，執(zhí)行一次V(s) 操作意味著進程釋放相應(yīng)資源的一個單位資源。當(dāng)值小于等于0時，表明有進程被阻塞，需要喚醒。</p><p>　　??用信號量解題的關(guān)鍵</p><p><b>　　?1 信號量的設(shè)置</b></p><p>　　?2 給信號量賦初值（常用的互斥和同步信號量值的大?。?lt;/p><p&g

121、t;　　?3 P、V操作安排的位置（其中，P的順序不能顛倒，V的順序任意）</p><p>　　??用信號量機制解決前趨圖問題</p><p>　　?方法：若圖中存在結(jié)點S1指向結(jié)點S2的有向邊，表示進程P1中的程序段S1應(yīng)該先執(zhí)行，而進程P2中的程序段S2后執(zhí)行。設(shè)置一個信號量s,初值為0，將V(s)放在S1后面，而在S2前面先執(zhí)行P(s)。</p><p>　

122、　?進程P1的語句序列為：S1;V(s) </p><p>　　?進程P2的語句序列為：P(s);S2 </p><p>　　例4：（利用信號量機制解決前趨圖問題）</p><p>　　具有8個結(jié)點的前趨圖。例子中的前趨圖中共有有向邊10條，可設(shè)10個信號量，初值均為0；有8個結(jié)點，可設(shè)計成8個并發(fā)進程，具體描述如下：</p><p>　　s

123、truct semaphore a,b,c,d,e,f,g,h,I,j=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0</p><p><b>　　cobegin </b></p><p>　　{a1;V(a);V(b);V(c);}</p><p>　　{P(a);S2;V(d);}</p><p>　　{P(b);S3;V(