《计算机操作系统》PPT课件

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1、1.3操作系统的基本特性并发性共享性虚拟性异步性2021/8/711.3.1并发并行性：两个或多个事件在同一时刻发生并发性：两个或多个事件在同一时间间隔内发生在多道程序系统（单处理器）中，宏观上并行（多个程序在同时运行），微观分时交替执行。多处理机系统可并行执行。2021/8/721.3.1并发程序不能并发执行，为使多个程序并发执行，引入进程进程——在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位。引入线程后，独立运行的单位变为线程。2021/8/731.3.2共享在操作系统环境下，所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。并发和共享是操作系统两个最基本的特征

2、，这两者之间又是互为存在条件的。资源共享是以程序的并发为条件的，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题。若系统不能对资源共享实施有效的管理，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。2021/8/74共享方式互斥共享方式同时访问方式2021/8/75互斥共享方式在规定的一段时间内只允许一个进程访问。资源分配后到释放前，不能被其他进程所用，举例。临界资源(独占资源)：一段时间内只允许一个进程访问的资源，比如打印机、磁带机；栈、变量和表格。2021/8/76同时访问方式允许在一段时间内由多个进程同时（宏观上看）对它进行访问，如磁盘文件。2021/8/771.3.3虚拟

3、虚拟——通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。前者为实，后者为虚。用于实现虚拟的技术，称为虚拟技术。在OS中利用了多种虚拟技术，分别用来实现虚拟处理机、虚拟内存、虚拟外部设备和虚拟信道等。2021/8/781.3.3虚拟虚拟处理机通过多道程序设计技术，并发执行，分时使用一台处理机。用户所感觉到的CPU称为虚拟处理机。虚拟内存通过虚拟存储器技术把物理存储器变为逻辑存储器，从逻辑上扩充存储器容量。用户所感觉到的存储器称为虚拟存储器。虚拟外部设备通过虚拟设备技术，将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备。2021/8/791.3.4异步性进程是以人们不可预知的速度向

4、前推进，此即进程的异步性。进程的运行速度不可预知：在多道程序环境下，当多个进程并发执行时，由于资源等因素的限制，进程的执行通常以“停停走走”的方式运行。内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，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。很可能先进入内存的作用后完成，后进入内存的作业先完成。只要运行环境相同，作业经多次运行，结果相同。2021/8/7101.4操作系统的主要功能操作系统的主要任务，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、高效地运行，并能最大程度地提高系统中各种资源的利用率和方便用户的使用。为此，OS应具有如下功能：处理机

5、管理功能存储器管理功能设备管理功能文件管理功能2021/8/711对处理机进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。主要任务主要功能处理机的分配和运行都是以进程为基本单位，因而对处理机的管理可归结为对进程的管理，功能有：进程控制、进程同步、进程通信和进程调度。在多道程序环境下，要使作业运行，必须先为它创建一个或几个进程，并为之分配必要的资源。进程运行结束时，要撤消该进程，释放进程所占用的各类资源。主要功能：创建进程，撤消进程，进程的状态转换。。进程以异步方式运行，以不可预知的速度向前推进。为使多个进程能有条不紊地运行，系统中必须设置进程同步机制。进程同步的主要任务是对诸进程的运行进

6、行协调。有两种协调方式：（1）进程互斥方式。这是指诸进程在对临界资源进行访问时，应采用互斥方式；最简单的用于实现进程互斥的机制，是为每一种临界资源配置一把锁W，当锁打开时，进程可以访问临界资源,关上时则禁止进程访问。（2）进程同步方式。指在相互合作完成共同任务的进程间，由同步机构对它们的执行次序加以协调，最常用的机制是信号量。在多道程序环境下，相互合作来共同完成一个任务的诸进程之间，往往需要交换信息。进程通信的任务，就是用来实现在相互合作进程之间的信息交换。例如，输入进程、计算进程和打印进程。相互合作的进程处于同一计算机系统时，通常采用直接通信方式。由源进程利用发送命令直接将消息挂

7、到目标进程的消息队列上，而目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息。等待在后备队列上的每个作业，通常要经过作业调度和进程调度两步，才能执行。作业调度的基本任务:按照一定的算法，从作业后备队列中选择出若干个作业，为它们分配必要的资源。之后将他们调入内存，为它们建立进程，并将它们按一定算法插入就绪队列。进程调度的任务：从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使该进程运行。1.4.1处理机管理功能2021/8/712为多道程序的