操作系统的调度与死锁问题的探究和情况分析

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1、操作系统的调度与死锁问题的探究和情况分析14计科一班1410300729田京京一.操作系统引论操作系统是一组能有效阻止和管理计算机硬件和软件资源，合理地把对各类作用进行调度,以及方便用户使用的程序的集合。1.操作系统的目标与作用在计算机系统上配置操作系统，其主要目标就是：方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性：一个未配置的计算机系统是极难使用的。配置了操作系统之后，系统便可使用编译命令将用户采用高级语言编写的程序翻译成机器代码，或直接通过os所提供的各种命令操纵计算机，极大地方便了用户。有效性：提高系统资源利用率

2、以及洗脱嫩肉吞吐量。可扩充性：能方便的添加新的功能和模块，以及对原有的功能进行添加和修改。开放性：指系统能遵循世界标准规范。操作系统的作用作为用户与计算机硬件操作系统之间的接口。用户可以通过OS來使用计算机硬件。作为计算机系统资源的管理者。这些资源主要分为：处理机、存储器、I/O设备以及文件（数据和程序）。实现了对计算机资源的抽象。2.操作系统的发展过程人工操作方式：人工的输入输出，用户独占全机。脱机输入/输出方式：引入了高速的磁带。减少了CPU的空闲时间，捉高了I/O速度。单道批处理系统：实现对作业的连续处理，系

3、统屮的资源得不到充分利用。多道批处理系统：多道作业存放于外存的后备队列，有作业调度选择若干个作业调入内存,资源利用率高，系统吞吐量大，但是平均周转吋I'可长，无交互能力。分时系统：满足用户対人■机交互的需求。是指在一台主机连接了多个配有显示器和键盘的终端并rti此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过口己的终端，以交互的方式使用计算机，共亭主机中的资源。实时系统：是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实吋任务协调一致地运行。3.操作系统的基本特性上面介绍的多道批处理系统、分时

4、系统和实时系统各自有各自的特点，但同时，他们还共同具有并发、共享、虚拟和异步四个基本特征。并发：系统川的程序能够并发的执行，使得OS能有效地提高系统的资源利用率，增加系统的吞吐量。并发性：是指两个或多个事件在同一时问I'可隔内发生。并行性：指两个或多个事件在同一时刻发生。倘若在计算系统中有多个处理机，这些可以并发执行的程序便可分配到多个处理机上实现并行执行。在未引入进程时，对于同属于一个应用程序中的两个程序只能顺序执行。引入进程，对内存中的多个程序分别建立一个进程，他们就可以并发的执行，极大地提高了系统资源利用率和

5、系统吞吐量。共享性：是指系统屮的资源可供内存屮多个并发执行的进程共同使用。主要实现方式：互斥共亨：在一段吋I'可内，只允许一个进程访问该资源，我们成该种资源为临界资源。同时访问并发和共享是多用户OS的两个最基本的特征。虚拟性：采用时分复用技术和空分复用技术实现。时分复用技术是通过利用处理机的空闲时间运行其他程序，提高了处理机的利用率。空分复用技术则是利用存储器的空闲时间分区域存放和运行其他的多道程序，以此来提高内存的利用率。异步性：进程以人们不可预知的速度向前推进，也就是用户不知道进程在何时获得CPU。1.操作系统

6、的主要功能引入OS的目的是为多道程序的运行提供良好的运行环境，以保证多道程序能有条不紊的运行，并能最大程度的提高系统小各种资源的利用率，方便用户的使用。OS具有处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理以及用户接口五大功能。处理机管理的主要功能：进程控制，进程同步，进程通信以及进程调度。存储器管理的主要功能：内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充。设备管理的主要功能：缓冲管理，设备分配，设备处理。文件管理的主要功能：文件存储空间的管理，目录管理，文件的读写管理和保护。接口的主要功能：提供用户接口和程序接口。一.进程

7、的描述与控制1.进程与线程为了能使程序并发的执行，并且可以对并发执行的程序加以控制，引入进程。为了使参与并发执行的每个程序都能独立运行，为每个进程配置一个进程控制块PCB,用PCB来描述进程的基本情况和活动过程，进而控制和管理进程。这样由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成了进程实体。进程的定义进程是程序的一次执行。进程是一个程序及其数据在处理上顺序执行时所发生的的活动。进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程它是系统进行资源分配的独立单位。引入线程的目的是减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具

8、有更好的并发性。进程创建，系统为它分配其所必需的、除处理机以外的所有资源，以及创建相应的PCB。进程撤销，必须对其所占有的资源执行回收操作，然后撤销PCB。进程切换，对进城进行上文切换吋，需要保留当前进程的CPU,设置新选进程的CPU环境,因此需要花费不少的处理机时间。进程是一个资源的拥有者，如果频繁的进行创建撤销切换会造成很大的时空开销。所以，引入线程，将