第四章操作系統(tǒng)

4.1操作系統(tǒng)概念4.1.1定義一、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必須要配備操作系統(tǒng)1.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必須要配備操作系統(tǒng)，不論是大型、中和小型計(jì)算機(jī)，還是微型計(jì)算機(jī)。2.目的提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的使用效率

方便用戶1第四章操作系統(tǒng)

4.1操作系統(tǒng)概念14.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1、硬件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有的電子的、機(jī)械的、磁性的、光學(xué)的裝置和部件稱為硬件。包括：CPU、（中央處理機(jī)）、內(nèi)存儲(chǔ)器和各種外部設(shè)備。2、軟件軟件是為方便用戶和充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的效率的各種程序的總稱。

24.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成24.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

軟件包括：操作系統(tǒng)及實(shí)用程序

系統(tǒng)軟件各種語(yǔ)言的編譯程序和各種庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件用戶為解決各自的問(wèn)題所編寫的程序例如：MIS、WORD、各種軟件包等

工具軟件各種診斷程序、檢測(cè)程序

34.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成軟件包括：34.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成3.硬件和軟件的關(guān)系

硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率和方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序，它們二者相互依賴、相互促進(jìn)，共同發(fā)展。裸機(jī)（硬件）是僵尸，軟件是幽靈44.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成3.硬件和軟件的關(guān)系44.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)

54.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)

54.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)1.多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)定義:

多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，它們?cè)诠芾沓绦虻目刂葡孪嗷ゴ┎宓剡\(yùn)行。特征多道宏觀上并行微觀上串行

64.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)1.多道程序4.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)2.分時(shí)技術(shù)把CPU響應(yīng)時(shí)間分成若干個(gè)小時(shí)間單位，稱為時(shí)間片。每個(gè)用戶（或程序）被調(diào)度執(zhí)行時(shí)只占用一個(gè)時(shí)間片，時(shí)間片可以是相等的，也可不相等的。響應(yīng)時(shí)間：計(jì)算機(jī)從接收數(shù)據(jù)到輸出的時(shí)間間隔74.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)2.分時(shí)技4.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義

OperatingSystem(OS)1.科普的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理和控制中心，它依照設(shè)計(jì)者制定的各種調(diào)度策略組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，使之能高效地運(yùn)行。2.功能的觀點(diǎn)

操作系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)資源管理系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源的分配、控制、調(diào)度和回收。3.用戶的觀點(diǎn)

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與用戶之間的接口，用戶通過(guò)這種接口使用計(jì)算機(jī)。

84.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義OperatingSy4.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義4.軟件的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合。5.管理的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的合理而協(xié)調(diào)的管理者。94.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義4.軟件的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)4.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義

教材上操作系統(tǒng)的定義：

操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部硬件、軟件資源的分配與調(diào)度，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)。操作系統(tǒng)使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度的自動(dòng)化。104.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義104.1操作系統(tǒng)概念

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型一、批處理操作系統(tǒng)（早期）用戶的程序、數(shù)據(jù)的輸入和程序的運(yùn)行控制程序一并提交給機(jī)房（或計(jì)算中心），并成批輸入計(jì)算機(jī)。作業(yè)調(diào)度程序按某種算法自動(dòng)選擇作業(yè)投入運(yùn)行，完后把運(yùn)行結(jié)果或出錯(cuò)信息返回給用戶。114.1操作系統(tǒng)概念

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型一、批

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算機(jī):一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端的計(jì)算機(jī)稱為分時(shí)計(jì)算機(jī)。分時(shí)操作系統(tǒng):

是在分時(shí)計(jì)算機(jī)上采用分時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的操作系統(tǒng)。12

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：多路調(diào)制性多個(gè)聯(lián)機(jī)的用戶可以同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)。獨(dú)占性每個(gè)聯(lián)機(jī)的終端用戶都感覺(jué)是獨(dú)占計(jì)算機(jī)。（交互性用戶與計(jì)算機(jī)以“會(huì)語(yǔ)”的方式使用計(jì)算機(jī)134.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型三、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能滿足用戶響應(yīng)時(shí)限要求的操作系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，目前在工業(yè)過(guò)程控制、信息處理、國(guó)防上有著非常廣泛的應(yīng)用。例如：工業(yè)過(guò)程控制、防空系統(tǒng)、電子對(duì)抗、飛機(jī)訂票系統(tǒng)。144.1.2操作系統(tǒng)的基本類型三、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)144.1.3操作系統(tǒng)的功能從資源管理的角度來(lái)看：1.處理機(jī)管理在一般的計(jì)算機(jī)中只有一個(gè)處理機(jī)，處理機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的資源。處理機(jī)管理負(fù)責(zé)處理機(jī)的調(diào)度、分配、回收。保證處理機(jī)能得到充分的利用。154.1.3操作系統(tǒng)的功能從資源管理的角度來(lái)看：154.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：

2.內(nèi)存管理內(nèi)存也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最為緊俏的資源。內(nèi)存管理功能有：內(nèi)存分配與回收地址映射存儲(chǔ)保護(hù)內(nèi)存的擴(kuò)充164.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：2.內(nèi)4.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：3.設(shè)備管理負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除CPU和內(nèi)存外的所有外部設(shè)備的管理。

4.軟件資源管理（文件系統(tǒng)）174.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：3.設(shè)備4.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程解題步驟:分析問(wèn)題材確定算法編寫源程序上機(jī)運(yùn)行程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行一個(gè)源程序一般可分為若干個(gè)步驟,稱為作業(yè)步.在一般情況下分為四個(gè)作業(yè)步：編輯編譯連接運(yùn)行184.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程解題步驟:在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行4.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程194.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程194.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口204.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口204.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口(一)操作命令批量處理系統(tǒng)---作業(yè)控制語(yǔ)言分時(shí)系統(tǒng)或交互式系統(tǒng)---鍵盤命令1.作業(yè)控制語(yǔ)言作業(yè)控制語(yǔ)言(JCLJobControlLangunage)作業(yè)控制語(yǔ)言批處理系統(tǒng)提供給用戶的描述作業(yè)操作的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。用戶用JCL來(lái)寫作業(yè)操作說(shuō)明書(shū).如作業(yè)需要的資源、占用處理機(jī)的時(shí)間、最晚完成時(shí)間、編譯程序和連接程序等。214.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口(一)操作命令214.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

2.鍵盤命令

分時(shí)系統(tǒng)和交互式系統(tǒng)向用戶提供鍵盤命令,用戶通過(guò)鍵盤命令來(lái)控制和使用計(jì)算機(jī).每個(gè)操作系統(tǒng)都會(huì)向用戶提供詳細(xì)的鍵盤命令及使用說(shuō)明。224.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口2.鍵盤命令224.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口DOS系統(tǒng)命令UNIX(linux)系統(tǒng)命令dirls列目錄copycp復(fù)制文件typecat顯示文件cdcd指定當(dāng)前目錄datedate顯示日期compdiff比較文件234.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口DOS系統(tǒng)命令U4.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令1.系統(tǒng)調(diào)用命令定義系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序級(jí)請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的一種手段.如打開(kāi)文件(open)、創(chuàng)建新文件(creat)、關(guān)閉文件(close)

系統(tǒng)調(diào)用命令是OS與用戶間的接口,是用戶在編程序時(shí)使用的.

早期系統(tǒng)只提供匯編語(yǔ)言級(jí)系統(tǒng)調(diào)用,UNIX系統(tǒng)及以后的操作系統(tǒng)既提供匯編語(yǔ)言級(jí)系統(tǒng)調(diào)用,也提供高級(jí)語(yǔ)言(C語(yǔ)言)的系統(tǒng)調(diào)用.244.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令1.系4.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令254.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令254.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令常用系統(tǒng)調(diào)用open打開(kāi)一個(gè)文件creat創(chuàng)建一個(gè)文件read從一個(gè)己打開(kāi)的文件中讀信息write寫信息到一個(gè)己打開(kāi)的文件中close關(guān)閉一個(gè)打的文件lseel調(diào)整文件的讀寫指針264.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令常用4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行(一)程序的順序執(zhí)行1.概念：一個(gè)計(jì)算過(guò)程往往由若干個(gè)簡(jiǎn)單的操作所組成。如果這些操作必須按某種先后次序來(lái)執(zhí)行，那么這樣一類計(jì)算過(guò)程稱為程序的順序執(zhí)行過(guò)程，這種程序稱為順序程序。２.用戶在單道系統(tǒng)中的工作情況

首先輸入用戶的程序和數(shù)據(jù)然后進(jìn)行計(jì)算,最后打印結(jié)果274.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行(一)程序的順序執(zhí)行274.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

(一)程序的順序執(zhí)行284.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

(一)程序的順序執(zhí)行4.3進(jìn)程及進(jìn)程管理

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

(一)程序的順序執(zhí)行３.程序順序的特點(diǎn)(1)順序性順序程序的各個(gè)操作是順序執(zhí)行的；(2)封閉性程序一旦開(kāi)始執(zhí)行，其計(jì)算結(jié)果不能受外界因素的影響；(3)可再現(xiàn)性

程序執(zhí)行的結(jié)果與初始條件有關(guān)，而與它的執(zhí)行速度無(wú)關(guān)。294.3進(jìn)程及進(jìn)程管理

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)（二）程序的并發(fā)執(zhí)行

１.什么是程序的并發(fā)執(zhí)行（１）在多道批處理統(tǒng)中，對(duì)作業(yè)的處理對(duì)作業(yè)1的處理：I1C1P1對(duì)作業(yè)2的處理：I2C2P2…對(duì)作業(yè)n的處理：InCnPn

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行30（二）程序的并發(fā)執(zhí)行4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行30

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行

31

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行（２）定義：若干個(gè)程序段同時(shí)在系統(tǒng)中運(yùn)行，這些程序段的執(zhí)行在時(shí)間上是重迭的，一個(gè)程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個(gè)程序段的執(zhí)行已經(jīng)開(kāi)始，稱為程序的并發(fā)執(zhí)行。（３）并行語(yǔ)句記號(hào)

cobeginS1；S2；…；Sncoend來(lái)表示語(yǔ)句S1，S2，…，Sn可以并發(fā)執(zhí)行。324.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行（２）定義：若干個(gè)程序段4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

2.并發(fā)程序的特點(diǎn)

(1)失去了程序的封閉性和可再現(xiàn)性(2)程序與計(jì)算不再一對(duì)應(yīng)

(3)程序并發(fā)執(zhí)行的相互制約334.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行2.并發(fā)程序的特點(diǎn)34.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行算法：共享變量的兩個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行．即：main()｛intn=0;cobeginp1:while(A的任務(wù)未完成)｛…;n++;…;｝p2:while(B的任務(wù)未完成)｛…;printf(＂NIS%d＼n＂,n);n=0；…;｝coend…;｝344.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行算4.3.2進(jìn)程基本概念(一)進(jìn)程定義１．分析并發(fā)程序的活動(dòng)規(guī)律執(zhí)行-暫停-執(zhí)行354.3.2進(jìn)程基本概念(一)進(jìn)程定義354.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義

2．定義(1)從并行性角度：進(jìn)程是這樣的計(jì)算部分，它是可以和其它計(jì)算部分并行的計(jì)算．(2)從動(dòng)態(tài)性角度：進(jìn)程（有時(shí)稱為任務(wù)）是一個(gè)程序與其數(shù)據(jù)一道通過(guò)處理機(jī)的執(zhí)行所發(fā)生的活動(dòng)．(3)從進(jìn)程結(jié)構(gòu)的角度：進(jìn)程是由一個(gè)程序以及與它相關(guān)的狀態(tài)信息（包括寄存器內(nèi)容.存區(qū)域和鏈接表）所組成的．364.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義2．定義364.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義(4)教材：所謂進(jìn)程，就是一個(gè)程序在給定活動(dòng)空間和初始環(huán)境下，在一個(gè)處理機(jī)上的執(zhí)行過(guò)程。(5)在UNIX系統(tǒng)中進(jìn)程是執(zhí)行中的程序。374.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義(4)教材：所謂進(jìn)程4.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義

3．進(jìn)程與程序的區(qū)別程序進(jìn)程靜態(tài)的概念動(dòng)態(tài)的概念不能并行活動(dòng)獨(dú)立的運(yùn)行單位，能并行活動(dòng)不是一個(gè)基本單位是處理機(jī)調(diào)度、竟?fàn)庂Y源的基本單位一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程一個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)行多個(gè)程序段

384.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義38

(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷1．進(jìn)程的三種最基本狀態(tài)：(1)就緒狀態(tài)(ready)存在于處理機(jī)調(diào)度隊(duì)列中的那些進(jìn)程，它們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，一旦得到CPU，就立即運(yùn)行，這些進(jìn)程所處的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。39

(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷1．進(jìn)程的三種最基本狀態(tài)：39(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(2)運(yùn)行狀態(tài)(running)當(dāng)進(jìn)程得到處理機(jī)控制權(quán)時(shí)，它的程序正在處理機(jī)上運(yùn)行，該進(jìn)程所處的狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)。40(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(2)運(yùn)行狀態(tài)(running)(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(3)等待狀態(tài)(wait)若一個(gè)進(jìn)程正等待著某一事件發(fā)生(如等待輸入輸出操作的完成)而暫時(shí)停止執(zhí)行，這時(shí)，即使給它CPU時(shí)間，它也無(wú)法執(zhí)行，則稱該進(jìn)程處于等待狀態(tài)(又可稱為阻塞狀態(tài)或掛起狀態(tài))。41(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(3)等待狀態(tài)(wait)41(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷42(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷42(三)進(jìn)程的組成

1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessControlBlock

進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的主要標(biāo)志43(三)進(jìn)程的組成

1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessC(三)進(jìn)程的組成進(jìn)程控制塊：存放進(jìn)程控制和管理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。執(zhí)行程序：描述進(jìn)程本身完成的功能。數(shù)據(jù)：執(zhí)行程序處理的對(duì)象。工作區(qū)：用戶?；蛳到y(tǒng)棧（核心）。44(三)進(jìn)程的組成進(jìn)程控制塊：存放進(jìn)程控制和管理信息的數(shù)據(jù)結(jié)(三)進(jìn)程的組成1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessControlBlock）

進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的主要標(biāo)志。進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)建立PCB。在進(jìn)程的生命周期內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)PCB的管理實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管理。進(jìn)程撤消時(shí)刪除相應(yīng)的PCB。45(三)進(jìn)程的組成1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessCo(三)進(jìn)程的組成２．ＰＣＢ主要內(nèi)容

進(jìn)程標(biāo)識(shí)符NAME

當(dāng)前狀態(tài)STATUS

優(yōu)先級(jí)PRIORITY現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)信息CPUSTATUS

執(zhí)行程序地址STARTADDR當(dāng)前隊(duì)列指針NEXT

46(三)進(jìn)程的組成２．ＰＣＢ主要內(nèi)容46(三)進(jìn)程的組成

３．進(jìn)程隊(duì)列47(三)進(jìn)程的組成

３．進(jìn)程隊(duì)列474.3.4進(jìn)程控制(一)進(jìn)程控制概念進(jìn)程控制的職責(zé)是對(duì)系統(tǒng)中的全部進(jìn)程實(shí)施有效的管理和控制(二）常用進(jìn)程控操作進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程撤銷進(jìn)程阻塞進(jìn)程喚醒

484.3.4進(jìn)程控制(一)進(jìn)程控制概念484.3.4進(jìn)程同步與互斥（一）進(jìn)程互斥1.臨界資源

定義：

我們把一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源

許多物理設(shè)備(如輸入機(jī)、打印機(jī)、磁帶機(jī)等)都具有這種特點(diǎn)。除了物理設(shè)備外，還有一些軟件資源(如變量、數(shù)據(jù)、表格、隊(duì)列等)也都具有這一特點(diǎn)。

494.3.4進(jìn)程同步與互斥（一）進(jìn)程互斥494.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥504.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥504.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥３．互斥定義:在操作系統(tǒng)中，當(dāng)某一進(jìn)程正在訪問(wèn)某臨界區(qū)時(shí)，就不允許其它進(jìn)程進(jìn)入，否則就會(huì)發(fā)生后果無(wú)法估計(jì)的錯(cuò)誤。我們把進(jìn)程之間的這種相互制約的關(guān)系稱為互斥。例如：飛機(jī)定票系統(tǒng)中的機(jī)票庫(kù)514.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥514.3.4進(jìn)程同步與互斥（二）信號(hào)燈和P、V操作

1.信號(hào)燈概念信號(hào)燈是一個(gè)確定的二元組(s,q)，

s是一個(gè)具有非負(fù)初值的整型變量，

q是一個(gè)初始狀態(tài)為空的隊(duì)列指針。整型變量s代表資源的實(shí)體，操作系統(tǒng)利用它的狀態(tài)，對(duì)并發(fā)進(jìn)程、共享資源進(jìn)行控制.524.3.4進(jìn)程同步與互斥（二）信號(hào)燈和P、V操作524.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作P操作：（1）s值減1；（2）若相減結(jié)果大于等于0，則進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；（3）若結(jié)果小于0，則該進(jìn)程掛起。注：推起該進(jìn)程包括：保留調(diào)用進(jìn)程CPU現(xiàn)場(chǎng)；置“等待”狀態(tài)；入等待隊(duì)列；轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度；534.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作P操作：4.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作V操作：（1）s值加1；（2）若相加結(jié)果大于0，進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；（3）否則，喚醒一個(gè)等待該信號(hào)燈的進(jìn)程，然后本進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。544.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作V操作：

4.3.4進(jìn)程同步與互斥

(三)用信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥55

4.3.4進(jìn)程同步與互斥

(三)用信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥54.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步564.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步564.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步

定義:并發(fā)進(jìn)程在一些關(guān)鍵點(diǎn)可能些需要相互等待與互通消息,這種相互等待與互通消息稱為進(jìn)程同步。

574.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步定義:574.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步（３）算法main()｛intsa=0；/*表示buf中有無(wú)信息*/intsb=1；/*表示buf中有無(wú)空位置*/cobeginCP()；ZOP()；coend｝

584.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步（３）算法584.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步（３）算法CP()｛while(計(jì)算未完成)｛得到一個(gè)計(jì)算結(jié)果；P(Ｓb)；將數(shù)據(jù)送到buf中；V(Ｓａ)；｝

｝ZOP(){while(打印工作未完成){P(Ｓａ)；從buf中取出信息；V(Ｓb)；從打印機(jī)輸出該信息；｝｝

594.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步60604.4.1處理機(jī)調(diào)度

(一)處理機(jī)的二級(jí)調(diào)度宏觀作業(yè)調(diào)度選擇輔存上的后備作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，并做作業(yè)完成的善后處理工作。微觀進(jìn)程調(diào)度選擇一個(gè)就緒進(jìn)程，并啟動(dòng)運(yùn)行。614.4.1處理機(jī)調(diào)度(一)處理機(jī)的二級(jí)調(diào)度614.4.1處理機(jī)調(diào)度

(二)作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度算法

(1)先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法。

先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法是按作業(yè)來(lái)到的先后次序進(jìn)行調(diào)度的。這種算法優(yōu)先考慮在系統(tǒng)中等待時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè)，而不管它要求運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短。(2)短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法。

短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法是按作業(yè)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行調(diào)度的，它總是選取計(jì)算時(shí)間最短的作業(yè)為下一個(gè)服務(wù)對(duì)象624.4.1處理機(jī)調(diào)度

(二)作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)4.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度634.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度634.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度3.常用的進(jìn)程調(diào)度算法

1)進(jìn)程優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法

2)循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度644.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度644.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述

1.存儲(chǔ)管理功能

(1)主存分配按照一定的算法把某一空閑的主存區(qū)域分配給作業(yè)或進(jìn)程。

(2)地址映射

地址映射是將用戶可見(jiàn)的邏輯地址(虛存)映射為主存的物理地址(存儲(chǔ)空間)，以保證程序的正確執(zhí)行。654.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述1.存儲(chǔ)管理功能64.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述(3)信息保護(hù)

保證各道用戶程序或進(jìn)程在各自規(guī)定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)操作，互不干擾。(4)“擴(kuò)充”主存容量系統(tǒng)提供虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，使用戶程序的大小不受主存容量的限制，即使在用戶程序比實(shí)際主存容量還要大的情況下，程序也能正確運(yùn)行．664.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述(3)信息保護(hù)664.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述674.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述674.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述684.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述684.4.2存儲(chǔ)管理

(二)分區(qū)存儲(chǔ)管理694.4.2存儲(chǔ)管理

(二)分區(qū)存儲(chǔ)管理694.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理1.概念(1)頁(yè)：把每個(gè)作業(yè)的地址空間分成大小相等的單位，稱為頁(yè)。(2)塊：把主存空間也分成與頁(yè)大小相等的單位,稱為塊。(3)頁(yè)表：頁(yè)表由若干個(gè)表項(xiàng)組成，每個(gè)表項(xiàng)標(biāo)明頁(yè)號(hào)與塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。704.4.2存儲(chǔ)管理

704.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理714.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理714.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理724.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理724.4.2存儲(chǔ)管理(四)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理１．定義在這種技術(shù)下，裝入部分頁(yè)面后，程序即可投入運(yùn)行，然后，系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中的請(qǐng)求，動(dòng)態(tài)地從輔存調(diào)入所需要的頁(yè)面。需解決的問(wèn)題：(1)怎樣發(fā)現(xiàn)所訪問(wèn)的頁(yè)面在不在主存?(2)當(dāng)確認(rèn)所要的頁(yè)面不在主存時(shí)，應(yīng)如何處理?734.4.2存儲(chǔ)管理(四)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理734.4.4文件系統(tǒng)744.4.4文件系統(tǒng)744.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

1.文件文件是在邏輯上具有完整意義的信息集合，它用一個(gè)名字來(lái)標(biāo)識(shí)。文件名是一個(gè)字符串(以字母開(kāi)頭的字母數(shù)字串)例如:li.cunixps1_prestos.wristool.exe文件包括的范圍很廣，例如源程序、目標(biāo)程序、初始數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果；系統(tǒng)軟件，如編譯程序、連接裝配程序、編輯程序等都是以文件的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。754.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)1.文件74.4操作系統(tǒng)資源管理

4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)一般的文件分類方法把文件分成三類：(1)系統(tǒng)文件有關(guān)操作系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序的信息所組成的文件。(2)程序庫(kù)文件由標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用的應(yīng)用程序所組成的文件。(3)用戶文件用戶委托給系統(tǒng)保存的文件。如源程序、目標(biāo)程序、原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等組成的文件。764.4操作系統(tǒng)資源管理

4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

UNIX系統(tǒng)文件分類方法：（1）普通文件：普通文件是一命名的字符的集合。（2）目錄文件：由文件目錄項(xiàng)組成的文件。（3）特別文件：設(shè)備。774.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)UNIX系統(tǒng)4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

2.文件系統(tǒng)對(duì)用戶而言，文件系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

(1)使用簡(jiǎn)單用戶只要給出文件名，就可以使用有關(guān)的文件命令去存取各種存儲(chǔ)介質(zhì)上的信息。文件的所有物理操作均由系統(tǒng)自動(dòng)完成。

(2)安全可靠文件系統(tǒng)應(yīng)有防護(hù)措施，以便在文件遭受破壞時(shí)(如硬件故障或其它各種意外事件導(dǎo)致文件信息遭受壞)能及時(shí)復(fù)原，從而保護(hù)文件的安全可靠。

784.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)2.文件系統(tǒng)4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

(3)既能共享又能保密

對(duì)共享文件的各個(gè)用戶規(guī)定其存取權(quán)限；文件系統(tǒng)對(duì)用戶的操作進(jìn)行存取控制驗(yàn)證，只有合法的用戶進(jìn)行合法的操作時(shí)才能對(duì)文件進(jìn)行存取794.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)(3)既能4.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法可以用兩種不同的觀點(diǎn)去進(jìn)行研究文件結(jié)構(gòu)用戶觀點(diǎn):是研究用戶"思維"中的抽象文件，或稱邏輯文件，其研究的側(cè)重點(diǎn)在于為用戶提供一種邏輯結(jié)構(gòu)清晰、使用簡(jiǎn)便的邏輯文件形式。用戶將按照這種形式去存儲(chǔ)、檢索和加工有關(guān)文件中的信息。實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn):是研究駐留在設(shè)備"介質(zhì)"中的實(shí)際文件，或稱物理文件。它研究的側(cè)重點(diǎn)是選擇一些工作性能良好、設(shè)備利用率高的物理文件形式。系統(tǒng)將按照這種形式同外部設(shè)備打交道并控制信息的傳輸。804.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法可以用4.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法1.文件的邏輯結(jié)構(gòu)(1)流式文件無(wú)結(jié)構(gòu)的流式文件是相關(guān)的有序字符的集合。文件長(zhǎng)度即為所含字符數(shù)。(2)記錄式文件

記錄式文件是一種有結(jié)構(gòu)的文件。這種文件在邏輯上總是被看成一組連續(xù)順序的記錄集合。814.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法1.4.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法每個(gè)記錄由彼此相關(guān)的域構(gòu)成。記錄可按順序編號(hào)為記錄1，記錄2，…，記錄n。如果文件中所有記錄的長(zhǎng)度都相同，則這種文件為定長(zhǎng)記錄文件。定長(zhǎng)記錄文件的長(zhǎng)度=記錄個(gè)數(shù)x記錄長(zhǎng)度。變長(zhǎng)記錄文件的長(zhǎng)度為各記錄長(zhǎng)度之和。例如:學(xué)生登記表文件xsdjb.dbf姓名學(xué)號(hào)籍貫通信地址郵政編碼李銘925678武昌武昌關(guān)山街125號(hào)430074司馬樂(lè)925679北京北京海軍路88號(hào)100034

824.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法每個(gè)記4.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法2.文件的存取方法文件的存取方法是由文件的性質(zhì)和用戶使用文件的情況決定的。(1)順序存取即后一次存取總是在前一次存取的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以不給出具體的存取位置。(2)隨機(jī)存取即在請(qǐng)求對(duì)某個(gè)文件進(jìn)行存取時(shí)，要指出其始存取位置(如記錄號(hào)、字符序號(hào))。對(duì)于磁帶文件一般采用順序存取方法，而對(duì)于磁盤、磁鼓上的文件既可采用順序存取，也可采用隨機(jī)存取。834.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法2.4.4.4文件系統(tǒng)(三)文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu)涉及文件在文件存儲(chǔ)器中的安排。即文件結(jié)構(gòu)表示了一個(gè)文件在輔存中的安置、鏈接和編目的方法。常用的文件物理結(jié)構(gòu)形式有：連續(xù)文件，串聯(lián)文件，索引文件。844.4.4文件系統(tǒng)(三)文件的物理結(jié)構(gòu)844.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)854.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)854.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)864.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)864.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)

2.串聯(lián)文件一個(gè)串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)是按順序由串聯(lián)的塊組成的，即文件的信息按存儲(chǔ)介質(zhì)的物理特性存于若干塊中，一塊中可包含一個(gè)邏輯記錄或多個(gè)邏輯記錄，也可以若干物理塊包含一個(gè)邏輯記錄。每個(gè)物理塊的最末一個(gè)字(或第一個(gè)字)作為鏈接字，它指出后繼塊的物理地址。874.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)2.串聯(lián)4.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)884.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)884.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)3.索引文件為了能隨機(jī)地訪問(wèn)文件的任何一部分，構(gòu)造了索引文件。這種文件首先將邏輯文件順序地劃分成長(zhǎng)度與物理存儲(chǔ)塊長(zhǎng)度相同的邏等的邏輯塊，然后為每個(gè)文件分別建立邏輯塊號(hào)與物理塊號(hào)的對(duì)照表。這張表稱為該文件的索引表。用這種方法構(gòu)造的文件稱為索引文件。894.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)3.索引文件4.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)904.4.4文件系統(tǒng)

(三)文件的物理結(jié)構(gòu)904.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄1.什么是文件目錄文件系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)按名存取，用戶只需向系統(tǒng)提供一個(gè)文件的符號(hào)名，系統(tǒng)就能準(zhǔn)確地找出所要的文件。為此系統(tǒng)應(yīng)記錄文件名與其存儲(chǔ)地址的映射關(guān)系，以及該文件的使用特性及訪問(wèn)權(quán)限等信息這些信息存放在一個(gè)稱為文件目錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。所謂文件目錄是指用于記錄系統(tǒng)中所有文件的名字、存放地址以及文件的其它說(shuō)明信息和控制信息的目錄表。914.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄1.什么是文件目錄94.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄每個(gè)文件目錄記錄項(xiàng)中的信息包括：(1)文件名。(2)文件邏輯結(jié)構(gòu)。它說(shuō)明該文件的記錄是否定長(zhǎng)，記錄長(zhǎng)度及記錄個(gè)數(shù)等。(3)文件在文件存儲(chǔ)器中的物理位置(4)存取控制信息(5)管理信息(6)文件類型924.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄每個(gè)文件目錄記錄項(xiàng)中4.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄

文件的目錄結(jié)構(gòu)文件卷：把一片軟盤、一卷磁帶、一個(gè)硬盤分區(qū)稱為一個(gè)文件卷。在一個(gè)文件卷中只有一張文件目錄表的結(jié)構(gòu)稱為一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，有兩張文件目錄表的結(jié)構(gòu)稱為二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，有多張文件目錄表，且這些文件目錄表有一定的層次結(jié)構(gòu)的稱為多錄結(jié)構(gòu)。常用的目錄結(jié)構(gòu)有一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)

多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)（或稱樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)）934.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄文件的目錄結(jié)構(gòu)934.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄

2.一級(jí)文件目錄最簡(jiǎn)單的文件目錄結(jié)構(gòu)是在系統(tǒng)中建立一張線性表，每個(gè)文件占一表目，由文件名和文件的說(shuō)明和管理信息組成。這樣的表稱為一級(jí)文件目錄.

一級(jí)文件目錄的主要功能是實(shí)現(xiàn)"按名存取",并且實(shí)現(xiàn)容易。

主要問(wèn)題是"重名"問(wèn)題所謂"重名"是指不同用戶對(duì)不同文件起了相同的名字，即兩個(gè)或多個(gè)文件只有一個(gè)相同的符號(hào)名944.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄2.一級(jí)文件目錄94.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄954.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄954.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄3.多級(jí)文件目錄(樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu))在多級(jí)目錄系統(tǒng)中(除最末一級(jí)外)，任何一級(jí)目錄的登記項(xiàng)以對(duì)應(yīng)一個(gè)目錄文件，也可以對(duì)應(yīng)一個(gè)非目錄文件，而信息文件一在樹(shù)葉上。這樣，就構(gòu)了一個(gè)樹(shù)形層次結(jié)構(gòu)964.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄3.多級(jí)文件目錄(4.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄(UNIX)974.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄(UNIX)974.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄(WINDOWS)984.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄(WINDOWS)984.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄

路徑名:一個(gè)文件的路徑名是由主目錄到該文件的通路上所有目錄文件名和該文件的符號(hào)名組成的。例如:

DOS系統(tǒng)中文件路徑名\windows\stnet1.wps\st\stos1.wri

UNIX系統(tǒng)中文件路徑名/unix/base/usr/src/proc.h/usr/lsl/li.c/usr/lsl/li.exe994.4.4文件系統(tǒng)

(四)文件目錄路徑名:一個(gè)文件的路4.4.4文件系統(tǒng)(五)文件操作為了使用戶能方便、靈活地使用文件，文件系統(tǒng)通常提供使文件系統(tǒng)的調(diào)用命令。這些系統(tǒng)調(diào)用命令描述了文件系統(tǒng)呈現(xiàn)在用面前的面貌。命令的數(shù)目及其功能取決于操作系統(tǒng)環(huán)境。1004.4.4文件系統(tǒng)(五)文件操作1004.4.4文件系統(tǒng)

(五)文件操作表4.4文件操作命令名字功能create創(chuàng)建一個(gè)新文件delete撤消一個(gè)文件open打開(kāi)文件close關(guān)閉文件write寫到一個(gè)文件(或設(shè)備)上read從一個(gè)文件(或設(shè)備)讀入數(shù)據(jù)信息1014.4.4文件系統(tǒng)

(五)文件操作4.5常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介常用操作系統(tǒng)：配置的MS-DOS(或稱PC-DOS)WINDOWS95/98WINDOWSNTUNIX1024.5常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介常用操作系統(tǒng)：1024.5.1DOS系統(tǒng)1034.5.1DOS系統(tǒng)1034.5.2UNIX系統(tǒng)簡(jiǎn)介

4.5.2UNIX系統(tǒng)簡(jiǎn)介UNIX操作系統(tǒng)是一個(gè)交互式的多用戶分時(shí)操作系統(tǒng)，自1969年問(wèn)世以來(lái)十分流行。它廣泛地運(yùn)行在高檔微機(jī)、小型機(jī)、工作站計(jì)算機(jī)，甚至中、大型計(jì)算機(jī)上。美國(guó)電報(bào)電話公司的Bell實(shí)驗(yàn)室

K·湯普遜(KenThompson)D·里奇(DennisRitchie)1044.5.2UNIX系統(tǒng)簡(jiǎn)介4.5.2UNIX系統(tǒng)簡(jiǎn)介1第四章操作系統(tǒng)

4.1操作系統(tǒng)概念4.1.1定義一、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必須要配備操作系統(tǒng)1.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必須要配備操作系統(tǒng)，不論是大型、中和小型計(jì)算機(jī)，還是微型計(jì)算機(jī)。2.目的提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的使用效率

方便用戶105第四章操作系統(tǒng)

4.1操作系統(tǒng)概念14.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1、硬件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有的電子的、機(jī)械的、磁性的、光學(xué)的裝置和部件稱為硬件。包括：CPU、（中央處理機(jī)）、內(nèi)存儲(chǔ)器和各種外部設(shè)備。2、軟件軟件是為方便用戶和充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的效率的各種程序的總稱。

1064.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成24.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

軟件包括：操作系統(tǒng)及實(shí)用程序

系統(tǒng)軟件各種語(yǔ)言的編譯程序和各種庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件用戶為解決各自的問(wèn)題所編寫的程序例如：MIS、WORD、各種軟件包等

工具軟件各種診斷程序、檢測(cè)程序

1074.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成軟件包括：34.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成3.硬件和軟件的關(guān)系

硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率和方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序，它們二者相互依賴、相互促進(jìn)，共同發(fā)展。裸機(jī)（硬件）是僵尸，軟件是幽靈1084.1.1定義

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成3.硬件和軟件的關(guān)系44.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)

1094.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)

54.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)1.多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)定義:

多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，它們?cè)诠芾沓绦虻目刂葡孪嗷ゴ┎宓剡\(yùn)行。特征多道宏觀上并行微觀上串行

1104.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)1.多道程序4.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)2.分時(shí)技術(shù)把CPU響應(yīng)時(shí)間分成若干個(gè)小時(shí)間單位，稱為時(shí)間片。每個(gè)用戶（或程序）被調(diào)度執(zhí)行時(shí)只占用一個(gè)時(shí)間片，時(shí)間片可以是相等的，也可不相等的。響應(yīng)時(shí)間：計(jì)算機(jī)從接收數(shù)據(jù)到輸出的時(shí)間間隔1114.1.1定義

三、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)2.分時(shí)技4.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義

OperatingSystem(OS)1.科普的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理和控制中心，它依照設(shè)計(jì)者制定的各種調(diào)度策略組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，使之能高效地運(yùn)行。2.功能的觀點(diǎn)

操作系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)資源管理系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源的分配、控制、調(diào)度和回收。3.用戶的觀點(diǎn)

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與用戶之間的接口，用戶通過(guò)這種接口使用計(jì)算機(jī)。

1124.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義OperatingSy4.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義4.軟件的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合。5.管理的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的合理而協(xié)調(diào)的管理者。1134.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義4.軟件的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)4.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義

教材上操作系統(tǒng)的定義：

操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部硬件、軟件資源的分配與調(diào)度，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)。操作系統(tǒng)使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度的自動(dòng)化。1144.1.1定義

四、操作系統(tǒng)定義104.1操作系統(tǒng)概念

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型一、批處理操作系統(tǒng)（早期）用戶的程序、數(shù)據(jù)的輸入和程序的運(yùn)行控制程序一并提交給機(jī)房（或計(jì)算中心），并成批輸入計(jì)算機(jī)。作業(yè)調(diào)度程序按某種算法自動(dòng)選擇作業(yè)投入運(yùn)行，完后把運(yùn)行結(jié)果或出錯(cuò)信息返回給用戶。1154.1操作系統(tǒng)概念

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型一、批

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算機(jī):一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端的計(jì)算機(jī)稱為分時(shí)計(jì)算機(jī)。分時(shí)操作系統(tǒng):

是在分時(shí)計(jì)算機(jī)上采用分時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的操作系統(tǒng)。116

4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：多路調(diào)制性多個(gè)聯(lián)機(jī)的用戶可以同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)。獨(dú)占性每個(gè)聯(lián)機(jī)的終端用戶都感覺(jué)是獨(dú)占計(jì)算機(jī)。（交互性用戶與計(jì)算機(jī)以“會(huì)語(yǔ)”的方式使用計(jì)算機(jī)1174.1.2操作系統(tǒng)的基本類型

二、分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系4.1.2操作系統(tǒng)的基本類型三、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能滿足用戶響應(yīng)時(shí)限要求的操作系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，目前在工業(yè)過(guò)程控制、信息處理、國(guó)防上有著非常廣泛的應(yīng)用。例如：工業(yè)過(guò)程控制、防空系統(tǒng)、電子對(duì)抗、飛機(jī)訂票系統(tǒng)。1184.1.2操作系統(tǒng)的基本類型三、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)144.1.3操作系統(tǒng)的功能從資源管理的角度來(lái)看：1.處理機(jī)管理在一般的計(jì)算機(jī)中只有一個(gè)處理機(jī)，處理機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的資源。處理機(jī)管理負(fù)責(zé)處理機(jī)的調(diào)度、分配、回收。保證處理機(jī)能得到充分的利用。1194.1.3操作系統(tǒng)的功能從資源管理的角度來(lái)看：154.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：

2.內(nèi)存管理內(nèi)存也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最為緊俏的資源。內(nèi)存管理功能有：內(nèi)存分配與回收地址映射存儲(chǔ)保護(hù)內(nèi)存的擴(kuò)充1204.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：2.內(nèi)4.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：3.設(shè)備管理負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除CPU和內(nèi)存外的所有外部設(shè)備的管理。

4.軟件資源管理（文件系統(tǒng)）1214.1.3操作系統(tǒng)的功能

從資源管理的角度來(lái)看：3.設(shè)備4.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程解題步驟:分析問(wèn)題材確定算法編寫源程序上機(jī)運(yùn)行程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行一個(gè)源程序一般可分為若干個(gè)步驟,稱為作業(yè)步.在一般情況下分為四個(gè)作業(yè)步：編輯編譯連接運(yùn)行1224.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程解題步驟:在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行4.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程1234.2.1運(yùn)行一個(gè)用戶程序的當(dāng)過(guò)程194.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口1244.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口204.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口(一)操作命令批量處理系統(tǒng)---作業(yè)控制語(yǔ)言分時(shí)系統(tǒng)或交互式系統(tǒng)---鍵盤命令1.作業(yè)控制語(yǔ)言作業(yè)控制語(yǔ)言(JCLJobControlLangunage)作業(yè)控制語(yǔ)言批處理系統(tǒng)提供給用戶的描述作業(yè)操作的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。用戶用JCL來(lái)寫作業(yè)操作說(shuō)明書(shū).如作業(yè)需要的資源、占用處理機(jī)的時(shí)間、最晚完成時(shí)間、編譯程序和連接程序等。1254.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口(一)操作命令214.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

2.鍵盤命令

分時(shí)系統(tǒng)和交互式系統(tǒng)向用戶提供鍵盤命令,用戶通過(guò)鍵盤命令來(lái)控制和使用計(jì)算機(jī).每個(gè)操作系統(tǒng)都會(huì)向用戶提供詳細(xì)的鍵盤命令及使用說(shuō)明。1264.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口2.鍵盤命令224.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口DOS系統(tǒng)命令UNIX(linux)系統(tǒng)命令dirls列目錄copycp復(fù)制文件typecat顯示文件cdcd指定當(dāng)前目錄datedate顯示日期compdiff比較文件1274.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口DOS系統(tǒng)命令U4.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令1.系統(tǒng)調(diào)用命令定義系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序級(jí)請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的一種手段.如打開(kāi)文件(open)、創(chuàng)建新文件(creat)、關(guān)閉文件(close)

系統(tǒng)調(diào)用命令是OS與用戶間的接口,是用戶在編程序時(shí)使用的.

早期系統(tǒng)只提供匯編語(yǔ)言級(jí)系統(tǒng)調(diào)用,UNIX系統(tǒng)及以后的操作系統(tǒng)既提供匯編語(yǔ)言級(jí)系統(tǒng)調(diào)用,也提供高級(jí)語(yǔ)言(C語(yǔ)言)的系統(tǒng)調(diào)用.1284.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令1.系4.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令1294.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令254.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令常用系統(tǒng)調(diào)用open打開(kāi)一個(gè)文件creat創(chuàng)建一個(gè)文件read從一個(gè)己打開(kāi)的文件中讀信息write寫信息到一個(gè)己打開(kāi)的文件中close關(guān)閉一個(gè)打的文件lseel調(diào)整文件的讀寫指針1304.2.2用戶與操作系統(tǒng)的接口

(二)系統(tǒng)調(diào)用命令常用4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行(一)程序的順序執(zhí)行1.概念：一個(gè)計(jì)算過(guò)程往往由若干個(gè)簡(jiǎn)單的操作所組成。如果這些操作必須按某種先后次序來(lái)執(zhí)行，那么這樣一類計(jì)算過(guò)程稱為程序的順序執(zhí)行過(guò)程，這種程序稱為順序程序。２.用戶在單道系統(tǒng)中的工作情況

首先輸入用戶的程序和數(shù)據(jù)然后進(jìn)行計(jì)算,最后打印結(jié)果1314.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行(一)程序的順序執(zhí)行274.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

(一)程序的順序執(zhí)行1324.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

(一)程序的順序執(zhí)行4.3進(jìn)程及進(jìn)程管理

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

(一)程序的順序執(zhí)行３.程序順序的特點(diǎn)(1)順序性順序程序的各個(gè)操作是順序執(zhí)行的；(2)封閉性程序一旦開(kāi)始執(zhí)行，其計(jì)算結(jié)果不能受外界因素的影響；(3)可再現(xiàn)性

程序執(zhí)行的結(jié)果與初始條件有關(guān)，而與它的執(zhí)行速度無(wú)關(guān)。1334.3進(jìn)程及進(jìn)程管理

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)（二）程序的并發(fā)執(zhí)行

１.什么是程序的并發(fā)執(zhí)行（１）在多道批處理統(tǒng)中，對(duì)作業(yè)的處理對(duì)作業(yè)1的處理：I1C1P1對(duì)作業(yè)2的處理：I2C2P2…對(duì)作業(yè)n的處理：InCnPn

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行134（二）程序的并發(fā)執(zhí)行4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行30

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行

135

4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行（２）定義：若干個(gè)程序段同時(shí)在系統(tǒng)中運(yùn)行，這些程序段的執(zhí)行在時(shí)間上是重迭的，一個(gè)程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個(gè)程序段的執(zhí)行已經(jīng)開(kāi)始，稱為程序的并發(fā)執(zhí)行。（３）并行語(yǔ)句記號(hào)

cobeginS1；S2；…；Sncoend來(lái)表示語(yǔ)句S1，S2，…，Sn可以并發(fā)執(zhí)行。1364.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行（２）定義：若干個(gè)程序段4.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

2.并發(fā)程序的特點(diǎn)

(1)失去了程序的封閉性和可再現(xiàn)性(2)程序與計(jì)算不再一對(duì)應(yīng)

(3)程序并發(fā)執(zhí)行的相互制約1374.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行2.并發(fā)程序的特點(diǎn)34.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行算法：共享變量的兩個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行．即：main()｛intn=0;cobeginp1:while(A的任務(wù)未完成)｛…;n++;…;｝p2:while(B的任務(wù)未完成)｛…;printf(＂NIS%d＼n＂,n);n=0；…;｝coend…;｝1384.3.1程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行

（二）程序的并發(fā)執(zhí)行算4.3.2進(jìn)程基本概念(一)進(jìn)程定義１．分析并發(fā)程序的活動(dòng)規(guī)律執(zhí)行-暫停-執(zhí)行1394.3.2進(jìn)程基本概念(一)進(jìn)程定義354.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義

2．定義(1)從并行性角度：進(jìn)程是這樣的計(jì)算部分，它是可以和其它計(jì)算部分并行的計(jì)算．(2)從動(dòng)態(tài)性角度：進(jìn)程（有時(shí)稱為任務(wù)）是一個(gè)程序與其數(shù)據(jù)一道通過(guò)處理機(jī)的執(zhí)行所發(fā)生的活動(dòng)．(3)從進(jìn)程結(jié)構(gòu)的角度：進(jìn)程是由一個(gè)程序以及與它相關(guān)的狀態(tài)信息（包括寄存器內(nèi)容.存區(qū)域和鏈接表）所組成的．1404.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義2．定義364.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義(4)教材：所謂進(jìn)程，就是一個(gè)程序在給定活動(dòng)空間和初始環(huán)境下，在一個(gè)處理機(jī)上的執(zhí)行過(guò)程。(5)在UNIX系統(tǒng)中進(jìn)程是執(zhí)行中的程序。1414.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義(4)教材：所謂進(jìn)程4.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義

3．進(jìn)程與程序的區(qū)別程序進(jìn)程靜態(tài)的概念動(dòng)態(tài)的概念不能并行活動(dòng)獨(dú)立的運(yùn)行單位，能并行活動(dòng)不是一個(gè)基本單位是處理機(jī)調(diào)度、竟?fàn)庂Y源的基本單位一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程一個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)行多個(gè)程序段

1424.3.2進(jìn)程基本概念

(一)進(jìn)程定義38

(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷1．進(jìn)程的三種最基本狀態(tài)：(1)就緒狀態(tài)(ready)存在于處理機(jī)調(diào)度隊(duì)列中的那些進(jìn)程，它們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，一旦得到CPU，就立即運(yùn)行，這些進(jìn)程所處的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。143

(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷1．進(jìn)程的三種最基本狀態(tài)：39(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(2)運(yùn)行狀態(tài)(running)當(dāng)進(jìn)程得到處理機(jī)控制權(quán)時(shí)，它的程序正在處理機(jī)上運(yùn)行，該進(jìn)程所處的狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)。144(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(2)運(yùn)行狀態(tài)(running)(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(3)等待狀態(tài)(wait)若一個(gè)進(jìn)程正等待著某一事件發(fā)生(如等待輸入輸出操作的完成)而暫時(shí)停止執(zhí)行，這時(shí)，即使給它CPU時(shí)間，它也無(wú)法執(zhí)行，則稱該進(jìn)程處于等待狀態(tài)(又可稱為阻塞狀態(tài)或掛起狀態(tài))。145(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷(3)等待狀態(tài)(wait)41(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷146(二)進(jìn)程的基本狀態(tài)及變遷42(三)進(jìn)程的組成

1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessControlBlock

進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的主要標(biāo)志147(三)進(jìn)程的組成

1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessC(三)進(jìn)程的組成進(jìn)程控制塊：存放進(jìn)程控制和管理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。執(zhí)行程序：描述進(jìn)程本身完成的功能。數(shù)據(jù)：執(zhí)行程序處理的對(duì)象。工作區(qū)：用戶?；蛳到y(tǒng)棧（核心）。148(三)進(jìn)程的組成進(jìn)程控制塊：存放進(jìn)程控制和管理信息的數(shù)據(jù)結(jié)(三)進(jìn)程的組成1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessControlBlock）

進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的主要標(biāo)志。進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)建立PCB。在進(jìn)程的生命周期內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)PCB的管理實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管理。進(jìn)程撤消時(shí)刪除相應(yīng)的PCB。149(三)進(jìn)程的組成1.進(jìn)程控制塊ＰＣＢ（ProcessCo(三)進(jìn)程的組成２．ＰＣＢ主要內(nèi)容

進(jìn)程標(biāo)識(shí)符NAME

當(dāng)前狀態(tài)STATUS

優(yōu)先級(jí)PRIORITY現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)信息CPUSTATUS

執(zhí)行程序地址STARTADDR當(dāng)前隊(duì)列指針NEXT

150(三)進(jìn)程的組成２．ＰＣＢ主要內(nèi)容46(三)進(jìn)程的組成

３．進(jìn)程隊(duì)列151(三)進(jìn)程的組成

３．進(jìn)程隊(duì)列474.3.4進(jìn)程控制(一)進(jìn)程控制概念進(jìn)程控制的職責(zé)是對(duì)系統(tǒng)中的全部進(jìn)程實(shí)施有效的管理和控制(二）常用進(jìn)程控操作進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程撤銷進(jìn)程阻塞進(jìn)程喚醒

1524.3.4進(jìn)程控制(一)進(jìn)程控制概念484.3.4進(jìn)程同步與互斥（一）進(jìn)程互斥1.臨界資源

定義：

我們把一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源

許多物理設(shè)備(如輸入機(jī)、打印機(jī)、磁帶機(jī)等)都具有這種特點(diǎn)。除了物理設(shè)備外，還有一些軟件資源(如變量、數(shù)據(jù)、表格、隊(duì)列等)也都具有這一特點(diǎn)。

1534.3.4進(jìn)程同步與互斥（一）進(jìn)程互斥494.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥1544.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥504.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥３．互斥定義:在操作系統(tǒng)中，當(dāng)某一進(jìn)程正在訪問(wèn)某臨界區(qū)時(shí)，就不允許其它進(jìn)程進(jìn)入，否則就會(huì)發(fā)生后果無(wú)法估計(jì)的錯(cuò)誤。我們把進(jìn)程之間的這種相互制約的關(guān)系稱為互斥。例如：飛機(jī)定票系統(tǒng)中的機(jī)票庫(kù)1554.3.4進(jìn)程同步與互斥

（一）進(jìn)程互斥514.3.4進(jìn)程同步與互斥（二）信號(hào)燈和P、V操作

1.信號(hào)燈概念信號(hào)燈是一個(gè)確定的二元組(s,q)，

s是一個(gè)具有非負(fù)初值的整型變量，

q是一個(gè)初始狀態(tài)為空的隊(duì)列指針。整型變量s代表資源的實(shí)體，操作系統(tǒng)利用它的狀態(tài)，對(duì)并發(fā)進(jìn)程、共享資源進(jìn)行控制.1564.3.4進(jìn)程同步與互斥（二）信號(hào)燈和P、V操作524.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作P操作：（1）s值減1；（2）若相減結(jié)果大于等于0，則進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；（3）若結(jié)果小于0，則該進(jìn)程掛起。注：推起該進(jìn)程包括：保留調(diào)用進(jìn)程CPU現(xiàn)場(chǎng)；置“等待”狀態(tài)；入等待隊(duì)列；轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度；1574.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作P操作：4.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作V操作：（1）s值加1；（2）若相加結(jié)果大于0，進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；（3）否則，喚醒一個(gè)等待該信號(hào)燈的進(jìn)程，然后本進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。1584.3.4進(jìn)程同步與互斥

（二）信號(hào)燈和P、V操作V操作：

4.3.4進(jìn)程同步與互斥

(三)用信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥159

4.3.4進(jìn)程同步與互斥

(三)用信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥54.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步1604.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步564.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步

定義:并發(fā)進(jìn)程在一些關(guān)鍵點(diǎn)可能些需要相互等待與互通消息,這種相互等待與互通消息稱為進(jìn)程同步。

1614.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步定義:574.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步（３）算法main()｛intsa=0；/*表示buf中有無(wú)信息*/intsb=1；/*表示buf中有無(wú)空位置*/cobeginCP()；ZOP()；coend｝

1624.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步（３）算法584.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步（３）算法CP()｛while(計(jì)算未完成)｛得到一個(gè)計(jì)算結(jié)果；P(Ｓb)；將數(shù)據(jù)送到buf中；V(Ｓａ)；｝

｝ZOP(){while(打印工作未完成){P(Ｓａ)；從buf中取出信息；V(Ｓb)；從打印機(jī)輸出該信息；｝｝

1634.3.4進(jìn)程同步與互斥

(四)進(jìn)程同步164604.4.1處理機(jī)調(diào)度

(一)處理機(jī)的二級(jí)調(diào)度宏觀作業(yè)調(diào)度選擇輔存上的后備作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，并做作業(yè)完成的善后處理工作。微觀進(jìn)程調(diào)度選擇一個(gè)就緒進(jìn)程，并啟動(dòng)運(yùn)行。1654.4.1處理機(jī)調(diào)度(一)處理機(jī)的二級(jí)調(diào)度614.4.1處理機(jī)調(diào)度

(二)作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度算法

(1)先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法。

先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法是按作業(yè)來(lái)到的先后次序進(jìn)行調(diào)度的。這種算法優(yōu)先考慮在系統(tǒng)中等待時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè)，而不管它要求運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短。(2)短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法。

短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法是按作業(yè)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行調(diào)度的，它總是選取計(jì)算時(shí)間最短的作業(yè)為下一個(gè)服務(wù)對(duì)象1664.4.1處理機(jī)調(diào)度

(二)作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)4.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度1674.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度634.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度3.常用的進(jìn)程調(diào)度算法

1)進(jìn)程優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法

2)循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度1684.4.1處理機(jī)調(diào)度

(三)進(jìn)程調(diào)度644.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述

1.存儲(chǔ)管理功能

(1)主存分配按照一定的算法把某一空閑的主存區(qū)域分配給作業(yè)或進(jìn)程。

(2)地址映射

地址映射是將用戶可見(jiàn)的邏輯地址(虛存)映射為主存的物理地址(存儲(chǔ)空間)，以保證程序的正確執(zhí)行。1694.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述1.存儲(chǔ)管理功能64.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述(3)信息保護(hù)

保證各道用戶程序或進(jìn)程在各自規(guī)定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)操作，互不干擾。(4)“擴(kuò)充”主存容量系統(tǒng)提供虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，使用戶程序的大小不受主存容量的限制，即使在用戶程序比實(shí)際主存容量還要大的情況下，程序也能正確運(yùn)行．1704.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述(3)信息保護(hù)664.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述1714.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述674.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述1724.4.2存儲(chǔ)管理

(一)概述684.4.2存儲(chǔ)管理

(二)分區(qū)存儲(chǔ)管理1734.4.2存儲(chǔ)管理

(二)分區(qū)存儲(chǔ)管理694.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理1.概念(1)頁(yè)：把每個(gè)作業(yè)的地址空間分成大小相等的單位，稱為頁(yè)。(2)塊：把主存空間也分成與頁(yè)大小相等的單位,稱為塊。(3)頁(yè)表：頁(yè)表由若干個(gè)表項(xiàng)組成，每個(gè)表項(xiàng)標(biāo)明頁(yè)號(hào)與塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1744.4.2存儲(chǔ)管理

704.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理1754.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理714.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理1764.4.2存儲(chǔ)管理

(三)分頁(yè)存儲(chǔ)管理724.4.2存儲(chǔ)管理(四)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理１．定義在這種技術(shù)下，裝入部分頁(yè)面后，程序即可投入運(yùn)行，然后，系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中的請(qǐng)求，動(dòng)態(tài)地從輔存調(diào)入所需要的頁(yè)面。需解決的問(wèn)題：(1)怎樣發(fā)現(xiàn)所訪問(wèn)的頁(yè)面在不在主存?(2)當(dāng)確認(rèn)所要的頁(yè)面不在主存時(shí)，應(yīng)如何處理?1774.4.2存儲(chǔ)管理(四)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理734.4.4文件系統(tǒng)1784.4.4文件系統(tǒng)744.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

1.文件文件是在邏輯上具有完整意義的信息集合，它用一個(gè)名字來(lái)標(biāo)識(shí)。文件名是一個(gè)字符串(以字母開(kāi)頭的字母數(shù)字串)例如:li.cunixps1_prestos.wristool.exe文件包括的范圍很廣，例如源程序、目標(biāo)程序、初始數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果；系統(tǒng)軟件，如編譯程序、連接裝配程序、編輯程序等都是以文件的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。1794.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)1.文件74.4操作系統(tǒng)資源管理

4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)一般的文件分類方法把文件分成三類：(1)系統(tǒng)文件有關(guān)操作系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序的信息所組成的文件。(2)程序庫(kù)文件由標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用的應(yīng)用程序所組成的文件。(3)用戶文件用戶委托給系統(tǒng)保存的文件。如源程序、目標(biāo)程序、原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等組成的文件。1804.4操作系統(tǒng)資源管理

4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

UNIX系統(tǒng)文件分類方法：（1）普通文件：普通文件是一命名的字符的集合。（2）目錄文件：由文件目錄項(xiàng)組成的文件。（3）特別文件：設(shè)備。1814.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)UNIX系統(tǒng)4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

2.文件系統(tǒng)對(duì)用戶而言，文件系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

(1)使用簡(jiǎn)單用戶只要給出文件名，就可以使用有關(guān)的文件命令去存取各種存儲(chǔ)介質(zhì)上的信息。文件的所有物理操作均由系統(tǒng)自動(dòng)完成。

(2)安全可靠文件系統(tǒng)應(yīng)有防護(hù)措施，以便在文件遭受破壞時(shí)(如硬件故障或其它各種意外事件導(dǎo)致文件信息遭受壞)能及時(shí)復(fù)原，從而保護(hù)文件的安全可靠。

1824.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)2.文件系統(tǒng)4.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)

(3)既能共享又能保密

對(duì)共享文件的各個(gè)用戶規(guī)定其存取權(quán)限；文件系統(tǒng)對(duì)用戶的操作進(jìn)行存取控制驗(yàn)證，只有合法的用戶進(jìn)行合法的操作時(shí)才能對(duì)文件進(jìn)行存取1834.4.4文件系統(tǒng)

(一)文件和文件系統(tǒng)(3)既能4.4.4文件系統(tǒng)

(二)文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法可以用兩種不同的觀點(diǎn)去進(jìn)行研究文件結(jié)構(gòu)用戶觀點(diǎn):是研究用戶"思維"中的抽象文件，或稱邏輯文件，其研究的側(cè)重點(diǎn)在于為用戶提供一種邏輯結(jié)構(gòu)清晰、使用簡(jiǎn)便的邏輯文件形式。用戶將按照這種形式去存儲(chǔ)、檢索和加工有關(guān)文件中的信息。實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn):是研究駐留在設(shè)備"介質(zhì)"中的實(shí)際文件，或稱物理文件。它研究的側(cè)重點(diǎn)是選擇一些工作性能良好、設(shè)備利用率高的物理文件形式。系統(tǒng)將按照這種形式同外部設(shè)備打交道并控制信息的