计算机操作系统课程学习指导

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1、计算机操作系统课程学习指导2003-5一、注意理解和掌握OS的重要术语和概念理解和掌握OS的重要术语和概念是学好OS课程的基础。例如应会论述以下OS的一些重要概念。1、现代OS的四种特征1）并发（Concurrence）并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序坏境下，并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序在同时运行。但在单处理机系统中，每一时刻仅能执行一道程序，故微观上，这些程序是在交替执行的。操作系统必须具各控制和管理各种并发活动的能力。2）共享（Sharing）系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。有两种资源共享方式：1、当一个进程正在访

2、问该资源时，其它欲访问该资源的进程必须等待，仅当该进程访问完并释放该资源后，才允许另一进程对该资源进行访问，称为互斥共享方式。2.允许在一段吋I'可内由多个进程同吋对该资源进行访问。称为同吋共亨方式。3）虚拟（Virtual）在操作系统中的所谓“虚拟”，是指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。物理实体（前者）是实的，即实际存在的，而后者是虚的，是用户感觉上的东西。例如利用多道程序技术可以把一台物理上的CPU虚拟为多台逻辑上的CPU,也称为虚处理机。4）异步性（Asynchronism）在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，进程的执行并非“一气呵成”，而

3、是以“走走停停”的方式运行。内存屮的每个进程以怎样的速度向前推进，每道程序总共需多少时间才能完成，都是不可预知的。很可能是先进入内存的作业由于资源等因素的限制后完成，而后进入内存的作业先完成。2、进程的五种基本特征1）动态性进程是进程实体的执行过程，动态性是进程最基本的特性。动态性表现为：“它由创建而产生，由调度而执行，因资源缺乏而阻塞，因资源满足而被唤醒，由撤消而消亡”。因此，进程具有生命期。2）并发性指多个进程实体，同存于内存屮，让它们公平的竞争CPU资源，使CPU能在很短的时间内轮流的执行多个程序。宏观上产生在单处理机上同时运行多个程序的效果。3）独立性指进程实体

4、是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。凡未建立进程的程序，不能作为一个独立的单位参加运行。4）异步性指进程按各白独立的、不可预知的速度向前推进；或者说，进程按异步方式运行。正是这一特征，将导致程序执行的不可再现性。因此，在OS中必须采取某种措施来保证各程序之I'可能协调运行。5）结构特征进程实体是由程序段、数据段及进程控制块三部分组成，有人把这三部分统称为“进程映像”。因此说进程具有结构性。3、同步机制应遵循的四种准则1）空闲让进当无进程处于临界区时，相应的临界资源处于空闲状态。因而可允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区

5、，以有效地利用临界资源。2）忙则等待当己有进程进入自己的临界区时，意味着相应的临界资源正被访问，因而所有其它试图进入临界区的进程必须等待，以保证诸进程互斥地访问临界资源。3）有限等待对要求访问临界资源的进程，应保证该进程能在有效吋I'可内进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。4）让权等待当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入“忙等”。4、处理死锁的四种基本方法1）预防死锁通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，來防止发生死锁。预防死锁是一种较易实现的方法，己被广泛使用。但由于所施加的限制条件往往太严格，可能导致系统资

6、源利用率和系统吞吐量降低。2）避免死锁不需事先采収各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。这种方法只需在事先加以较弱的限制条件，便可获得佼高的资源利用率及系统吞吐量，在冃前佼完善的系统中，常用此方法来避免发生死锁。3）检测死锁这种方法预先并不采収任何限制性措施，也不检查系统是否已进入不安全区，此法允许系统在运行过程中发生死锁。但可通过系统设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源；然后，采取适当措施，从系统屮将已发生的死锁清除掉。4）解除死锁这是与检测死锁相配

7、套的一种措施，用于将进程从死锁状态下解脱出來。常用的实施方法是撤消或挂起一些进程，以便回收一些资源，再将这些资源分配给己处于阻塞状态的进程,使Z转为就绪状态以继续运行。5、可变分区内存管理的分区分配算法1）首次适应算法（FirstFit）FF算法要求空闲分区地址递增的次排列或链接。在进行内存分配时，从首项开始顺序查找，直至找到一个能满足其大小要求的空闲分区为止。然后，再按照作业的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲链中。该算法倾向于优先利用内存中低址部分的空闲分区，在高址部分的空闲分区很少被利用，从而保留