操作系统教程-第2章

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1、2.3.3进程通信低级通信与高级通信1.进程通信的类型1)共享内存储区2)管道管道是外存上的一个共享文件，是一个单向的、先进先出的、固定大小的数据流。写进程向管道尾部写入数据，读进程从管道首端读出数据。管道空时，读进程被阻塞，管道满时，写进程被阻塞。管道提供了一种简单的流控制机制。3)消息机制进程之间数据交换以消息为单位。消息是一组可以传递的信息。通信的进程之间不存在共享的内存，而是由发送者执行发送命令，接收者执行接收命令，即完成了一次消息的传输。传输过程对用户是透明的，由操作系统完成。直接通信方式：发送进程将消息直接发给接收进程，挂在接收进程的消息队列上，由接收进程从自己的消息队

2、列上取下消息，完成一次消息的通信过程。间接通信方式：通信时指明一个中间媒介，即信箱。发送者执行发送命令，将消息发到指明的信箱，接收者执行接收命令时，从指定的信箱中接收消息。其它的通信方式，例如软中断（或称为信号机制）就是UNIX系统中采用的通信方式之一2．共享内存储区注意:创建;链接;断开链接;回收;灵活快速;不能提供同步;3．消息机制1)直接通信方式（消息缓冲通信）采用了一个数据结构——消息缓冲区消息缓冲通信的通信过程发送原语send(B，a)接收与原语receive(b)的实现过程2)间接通信（信箱）在信箱通信中，发送者创建一个消息，然后调用发送命令将消息发送到一个共享的数据结

3、构——信箱中去，接收者调用接收命令从信箱中取出消息。注意:创建;发送;取信;撤消;空间;对应关系;动态或表态.4．管道通信注意:管道文件(在外存);两个文件描述符;读写方式(写尾读首);互斥与同步2.4进程调度2.4.1概述1.处理机调度CPU管理的主要任务=处理机调度的主要功能:对处理机时间进行分配,也就是按照一定的策略将CPU运行时间分配给各个用户以满足用户的要求，同时要考虑到充分利用CPU来提高它的效率处理机调度可以分为三级：高、中、低高级调度：即作业调度或宏观调度。低级调度：即进程调度或微观调度。其任务是在进入内存并处于就绪队列的进程中,确定哪个进程真正获得CPU及其使用C

4、PU的时间。用执行指针指向选中进程的PCB表，将它从就绪队列移出并重布现场，使其运行。中级调度：其任务是周期性地将那些在内存中暂时不用的进程换出并放到外存，而将那些在外存上需要运行的进程换入到内存。2．进程调度概念进程有三个基本状态：就绪状态、执行状态和阻塞状态。对处于就绪状态的多个进程，按照一定的策略选出一个进程，使之从就绪状态转变为执行状态，真正获得CPU来运行其程序，而在某一给定时刻，决定哪个进程运行、运行多长时间以及如何保证进程的运行，这是进程调度的主要工作。3．进程调度方式进程调度有以下两种方式：非抢占方式：不剥夺。这种调度方式简单，容易实现，但是一个进程的运行往往可能导

5、致多数进程长期得不到服务，所以非抢占方式不适宜有多个竞争用户的通用系统。抢占方式：允许在逻辑上可执行的进程暂时放弃CPU。抢占方式的调度策略（如时间片轮转、优先级等）允许非执行进程在满足某种条件时抢占执行进程所占用的CPU。4．术语介绍时间片：一个很小的CPU时间间隔，通常从几ms到几百ms。CPU执行期：是进程一次获得CPU的时间。I/O执行期：是进程一次获得I/O的时间。周转时间：从作业提交给系统开始，直到作业完成的时间，包括作业在外存中等待运行的时间、进程在就绪队列中的等待时间、进程占用CPU时执行的时间、进程因发生某等待事件在阻塞队列中的时间等。响应时间：用户从键盘提交一个

6、请求到首次获得响应的时间，包括输入时CPU处理请求的时间、处理后响应结果回送终端显示的时间等。5．衡量调度算法性能的标准人们设计了许多进程调度算法，一个好的算法应该考虑达到以下目标：(1)公平：保证每个进程获得合理的CPU份额；(2)有效：使CPU和I/O设备都处于忙状态，系统资源得到充分利用；(3)响应时间：交互用户响应时间尽量短；(4)周转时间：批处理用户周转时间尽量短；(5)吞吐率：每小时处理的作业个数尽可能多。2.4.2进程调度的实现1．进程调度的原因(1)进程运行时，时间片用完被时钟中断；(2)请求I/O服务时，进程需要暂时放弃CPU，以免出现CPU的“忙等待”；(3)某

7、些原语操作，如P操作等；(4)进程完成；(5)在可剥夺（抢占）调度中，新建进程较执行进程优先级高。进程调度的原因2．调度过程1)保护现场将程序状态字PSW、内存管理寄存器、通用寄存器、程序计数器PC、堆栈指针等CPU当前状态送到PCB表中保存，即将中断现场信息保存。2)调度按一定策略从就绪队列中选择出将要执行的进程的PCB表，从就绪队列中摘下，送执行状态。3)现场恢复将选中进程的PCB表中存放的信息取出，重布现场，使它能够从上次被中断处执行。2.4.3进程调度算法1．