開放性理計算機(jī)系統(tǒng)資源、實(shí)現(xiàn)對計算機(jī)資源的抽象式、單道批處理系統(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實(shí)順序性：各道作業(yè)是順序進(jìn)入內(nèi)存，順序完成操作(類似隊(duì)列)行成一個隊(duì)列，稱為后備隊(duì)列；之后，由作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從后備隊(duì)列中選擇若干作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，共享CPU和系統(tǒng)資源。資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量(單位時間內(nèi)完成的總工作量)大、平均周轉(zhuǎn)時間(從作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，到完成并退出系統(tǒng)為止的時間)長，缺點(diǎn)在于無交互能力。O題，引入分時系統(tǒng)，可以將一臺計算機(jī)提供給多個用個終端較短時間內(nèi)相應(yīng)時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實(shí)時序。多用戶多任務(wù)利用進(jìn)程的資源。進(jìn)程是分配資源的基本單位，線程1度必然小于等于1/N。類似，空分復(fù)用實(shí)現(xiàn)虛擬，空間利用也小于等于1/N。進(jìn)程，撤銷結(jié)束的進(jìn)程，以及控制進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換互斥、進(jìn)程同步兩種方式干作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，為其建立進(jìn)程，使之成為就需進(jìn)程，并間輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間的物理地址設(shè)備分配：根據(jù)用戶進(jìn)程的I/O請求，為之分配所需設(shè)備。設(shè)備處理：實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備控制器之間的通信分配外存空間設(shè)計分為若干子功能，每個子功能為一個模塊，再進(jìn)一步細(xì)分，使若干層，每層由若干模塊組成。各層之間只存在單向息，客戶機(jī)接受消息。此種模式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布存儲，便于2個操作完成后開始全部資源，不受外界影響初始條件相同，當(dāng)程序重復(fù)執(zhí)行時，結(jié)果相同制約。將導(dǎo)去了再現(xiàn)性。即使執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，結(jié)果卻程由程序段，相關(guān)數(shù)據(jù)段和PCB三部分組成獨(dú)立性：進(jìn)程實(shí)體可以獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立分配資源和獨(dú)立接受調(diào)度(線程)。而未建立PCB的。就緒狀態(tài)：進(jìn)程已分配到除了CPU之外的所有必要資源，只要再獲得CPU，便可立即執(zhí)行。起。許可創(chuàng)建就緒I/0完成進(jìn)程調(diào)度時間片完I/O請求執(zhí)行進(jìn)程終止：首先等待操作系統(tǒng)進(jìn)行善后處理，然后清空PCB，并將PCB空間返還系統(tǒng)。3進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級、進(jìn)程調(diào)度所需其他信息、事件(阻塞原因)。原語：由若干指令組成，用于完成一定功能的一個過程，是原子操作。在管態(tài)(核心態(tài))下進(jìn)程才能在系統(tǒng)中運(yùn)行，為了能讓程序運(yùn)行，需要建立進(jìn)程。引起正常結(jié)束、異常結(jié)束、外界干預(yù)(父進(jìn)程請求，父進(jìn)程終止，操作系統(tǒng)干預(yù)等)2.若該進(jìn)程正處于執(zhí)行狀態(tài)，則立即終止其執(zhí)行，并置調(diào)度狀態(tài)為真，表示該進(jìn)程被終止止進(jìn)程的全部資源，或歸還父進(jìn)程，或歸還操作系統(tǒng)5.將被終止進(jìn)程的PCB從所在隊(duì)列中移出。在執(zhí)行的進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)阻塞事件時，由于無法繼續(xù)執(zhí)行，于是進(jìn)程調(diào)用block為。進(jìn)程的喚醒過程：首先將被阻塞的進(jìn)程從等待隊(duì)列中移出，將其PCB中的現(xiàn)行狀態(tài)改為就B4掛起進(jìn)程的狀態(tài)，若處于活動就緒狀態(tài)，便將其改為靜止就緒；對于存調(diào)入內(nèi)存，檢查其現(xiàn)行狀態(tài)，若是靜止就緒，便改為活動就緒；若作臨界資源實(shí)例-生產(chǎn)者消費(fèi)者/*#include<stdio.h>#defineMAX10typedefstructqueue{AXevoidproducer(queue&q,intdata){if(isfull(q)==1){//如果隊(duì)列為滿，生產(chǎn)者無法插入數(shù)據(jù)}else{ueqdata}}voidcustomer(queue&q){if(isempty(q)==1){//如果隊(duì)列為空，消費(fèi)者取不到東西}else{intdata=outqueue(q);}}那段代碼稱為臨界區(qū)，臨界區(qū)前面需要增加一段用于沖突檢驗(yàn)的代，在臨界區(qū)后面加上一段退出區(qū)代碼，用于將臨界區(qū)正被訪問的標(biāo)5子操作wait(),signal()來訪問，即P，V操作。原子操作在執(zhí)行時不可中斷。voidwait(ints){while(s<=0)//當(dāng)沒有資源可以利用時，等待;s=s-1;//當(dāng)有資源時，使用。每使用一個，資源個數(shù)減一}voidsignal(ints){s=s+1;//釋放資源，資源個數(shù)加一}當(dāng)信號量S<=0時，就會不斷檢測，未遵循讓權(quán)等待。因此，除了需要一個用于代表資源數(shù)//記錄型結(jié)構(gòu)體typedefstructsemaphore{intvalue;//記錄資源個數(shù)structsemaphore*L;//鏈接等待進(jìn)程phorevoidwait(semaphore&s){//value表示系統(tǒng)中某類資源數(shù)目，每次wait操作，系統(tǒng)中可供分配的資源數(shù)減一s.value=s.value-1;//value值可以一直減下去，為負(fù)數(shù)也可以，當(dāng)為負(fù)數(shù)的時候，說明有進(jìn)程自我阻塞了lueblock(s.L);//當(dāng)沒有資源可用時，進(jìn)程調(diào)用block將自己阻塞。}voidsignal(semaphore&s){valuesvalueif(s.value<=0)//若加一后，value值還是小于等于.則說明鏈表中還有阻塞的進(jìn)程，需調(diào)用喚醒wakeup(s.L);}注：若value初值為1，表示只允許一個進(jìn)程訪問臨界資源，此時的信號量化為互斥信號量Dtypedefstructsource{intarr[MAX];//source資源結(jié)構(gòu)體，數(shù)組中存放每種資源的對應(yīng)可用數(shù)目intlength;//總的資源種類數(shù)ce6voidsignal(source&s){for(inti=0;i<s.length;i++)s.arr[i]++;//一次性全部釋放}voidwait(source&s){agfor(inti=0;i<s.length;i++){if(s.arr[i]>=1)//判斷所需的全部種類資源是否都能夠分配給進(jìn)程flag=1;else{flag=0;break;}}if(flag==1){//如果能，則一次性全部分配給相應(yīng)的進(jìn)程forinti0;i<s.length;i++)s.arr[i]--;}else{}}為了使多個進(jìn)程能互斥地訪問謀臨界資源，只需為該資源設(shè)置一互斥信號量mutex(資源個操作之間。在使用信號量實(shí)現(xiàn)互斥時，wait操作和signal操作需要成對出現(xiàn)。結(jié)構(gòu)，對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程，對管publicclassMonitor{public};emonitornamevoidinit_value();voiduse_value();voidpublic_use_value();7題voidinit(semaphore&s){emptyMAXsfull;s.mutex=1;}//這些操作都可以循環(huán)執(zhí)行，如下的只是他們的一次活動voidproducer(queue&q,semaphore&s){wait(s.empty);//先執(zhí)行對資源信號量的操作wait(s.mutex);//再執(zhí)行對互斥信號量的操作eqdatanalsmutexlsfull}voidcustomer(queue&q,semaphore&s){waits.full);wait(s.mutex);ueqnalsmutexalsempty}的號量的P,V操作也要成對出現(xiàn)。每個程序的多個P,V操作必須成對出現(xiàn)。其次，對于資源信Dtex用Swait(full,mutex);替換/采用循環(huán)隊(duì)列方式，假設(shè)有N==5個哲學(xué)家，//所有信號量初始化為，第i為哲學(xué)家一次的活動方式如下，可以循環(huán)執(zhí)行如下活動voidprofess(semaphore&s){//采用記錄型方式wait(s.chopstick[i]);//拿左邊的筷子wait(s.chopstick[(i+1)mod(s.n)]);//拿右邊的筷子gnalschopstickisignalschopsticki)mod(s.n)]);k8}voidprofess(semaphore&s){//采用AND信號量方式kSwaitschopstickischopsticki1)mod(s.n));Ssignalschopstickischopsticki)mod(s.n)]);}置了一個互斥信號量Wmutex,另外，再設(shè)置一個voidinit(semaphore&s){s.rmutex=1;s.wmutex=1;sreadcount;}voidreader(semaphore&s){wait(s.rmutex);//判斷有沒有其他讀者dcountwait(s.wmutex);//有沒有作者正在寫s.readcount++;//沒有，則讀者數(shù)加一read;//閱讀wait(s.rmutex);//判斷有沒有其他讀者s.readcount--;readcountsignal(s.wmutex);//只有當(dāng)沒有讀者時，才執(zhí)行此操作，為寫操作提供資源nalsrmutex}voidwriter(semaphore&s){waits.wmutex);writelswmutex}9建立建程。基本單位、可并發(fā)執(zhí)行、共享進(jìn)程資源程。效率較高，但如果一個線程執(zhí)行阻塞，其他線程三處理機(jī)調(diào)度和死鎖才能得到，這些步驟叫做作業(yè)步(jobstep)。的編譯、連接裝配(將若干程序段裝配為可執(zhí)行程序)、運(yùn)行(目標(biāo)程序調(diào)入內(nèi)存)流。作業(yè)控制塊JCB：銷JCB。于調(diào)度算法。最簡單的2.低級調(diào)度(進(jìn)程調(diào)度)：調(diào)度算法選取進(jìn)程、把處理器分配給進(jìn)程列入分派程序的上下文，以便分派程序運(yùn)行。在第二對上下2．短作業(yè)(進(jìn)程)優(yōu)先原則：當(dāng)新到達(dá)的作業(yè)(進(jìn)程)比正在執(zhí)行的作業(yè)(進(jìn)程)明顯短時，將暫停當(dāng)前長作業(yè)(進(jìn)程)的執(zhí)行，使短作業(yè)優(yōu)先執(zhí)行。3中級調(diào)度(中程調(diào)度)：開始，到作業(yè)完成的這段時間間隔。包括四部分，作業(yè)在就緒隊(duì)列上等待調(diào)度時間，進(jìn)程執(zhí)行時間，以及進(jìn)程等待I/O操作完成的時間。T=sT=信息傳送到處理機(jī)的時間，處理機(jī)對請求信息進(jìn)行處理的時開始執(zhí)行的最晚時間，或必須完成的最晚時間個重要指標(biāo)先來先服務(wù)FCFS調(diào)度算法：FCFS算法有利于長作業(yè)(進(jìn)程)，而不利于短作業(yè)(進(jìn)程)。有利于而不利于I/O繁忙型的作業(yè)。短作業(yè)(進(jìn)程)優(yōu)先SJ(P)F調(diào)度算法：進(jìn)程類型、進(jìn)程對資源的需求、用戶要求優(yōu)先權(quán)=(等待時間+要求服務(wù)時間)/要求服務(wù)時間=(響應(yīng)時間)/要求服務(wù)時間CPU并令其執(zhí)行一個時間片，當(dāng)執(zhí)行的時間片用完，由FCFS算法排隊(duì)等待調(diào)度，。若其未能完成，則調(diào)度程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)到下一個隊(duì)列的隊(duì)尾，同樣按FCFS方式等待調(diào)度。如此繼續(xù)下去。當(dāng)一個長進(jìn)程或長作業(yè)從第一個隊(duì)列依此降至第n個隊(duì)列后，在第n個隊(duì)列中便采用按時間片輪轉(zhuǎn)方僅當(dāng)?shù)?-(i-1)隊(duì)列均空時，才會調(diào)度第i個隊(duì)列的進(jìn)程運(yùn)行。若處理機(jī)正在第i個隊(duì)列奪性資源。前者指進(jìn)程在獲得這類資源后，該。例如，系統(tǒng)中只有一個打印機(jī)和一個磁帶機(jī)，供兩個進(jìn)程共享。若A進(jìn)程已占用了打印塞；若A有要求磁帶機(jī)，則A也阻塞。因而兩者都等待對方的資源，但它們又因?yàn)樽枞?。能產(chǎn)生死鎖ELEASESELEASESELEASES環(huán)路等待條件：指發(fā)生死鎖時，必然存在一個進(jìn)程-資源的環(huán)形鏈。必要條件中的一個或幾個條件分配過程中，用某種方式阻止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)不檢測系統(tǒng)是否進(jìn)入不安全區(qū)，而是通過檢測機(jī)制，及時檢測出。#defineMAX10/*置的該類全部可用資源的數(shù)目。如果MAXn個進(jìn)程對iRjavaliablejk則表示k分配矩陣allocation[i][j]=k,表示進(jìn)程i當(dāng)前獲得的資源Rj有k個needijkiRj類資源k個dijMaxijAllocationijtypedefstructbank{intavaliable[MAX];//可利用資源向量intMax[MAX][MAX];//最大需求矩陣intAllocationMAXMAX/分配矩陣intneed[MAX][MAX];//需求矩陣設(shè)request_i是進(jìn)程Pi的請求向量，如果request_i[j]=k,表示進(jìn)程Pi需要K個Rj類requestijneedij轉(zhuǎn)向2，否則認(rèn)為出錯。2)若request_i[j]<=avaliable[j],則轉(zhuǎn)向3，否則認(rèn)為出錯3)系統(tǒng)分配資源給進(jìn)程，并修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)Avaliable[j]=avaliable[j]-request_i[j];Allocation[i][j]=allocation[i][j]+request_i[j];jneedijrequestijvoidallocate(bank&ba,intrequest[][MAX],inti,intj){ifrequestijbaneedi][j]){if(request[i][j]<=ba.avaliable[i][j]){資源分配baavaliableijbaavaliableijrequestij];baAllocationijbaAllocationijrequestij;baneedijbaneedijrequestij];}}}work類資源數(shù)目，初始，work=lable量Finish，表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進(jìn)程，使之運(yùn)行完成。初始，voidcheck(bank&ba,intwork[],boolfinish[],inti,intj){if(finish[i]==false&&ba.need[i][j]<=work[j]){Pi未結(jié)束，其所需資源系統(tǒng)可以滿足它的資源。workj]=work[j]+ba.Allocation[i][j];finish[i]=true;}else{if(finish[i]==true)終止}}死鎖檢測可以利用資源分配圖來描述。該圖由一組節(jié)點(diǎn)N和一組邊E所組成的一個對偶把N分為兩個互斥的子集，即一組進(jìn)程節(jié)點(diǎn)P和一組資源節(jié)點(diǎn)R，N=P并R。凡是屬于E的邊，都連接著jR1R2源點(diǎn)統(tǒng)處于S狀態(tài)時是否為死鎖狀態(tài)。方法為：在資源分配圖中，找一個既不阻塞又非獨(dú)立的進(jìn)程節(jié)點(diǎn)Pi,在順利的情況下，Pi可以獲得所需資源而繼續(xù)運(yùn)行，直至運(yùn)行完畢，再釋放其所占的所有資源，相當(dāng)于消去Pi如上圖，將P1兩個分配邊和一個請求邊消去，留下一個孤立的P1節(jié)點(diǎn)。這樣，圖中所有的資源由P2使用，當(dāng)P2獲得資源并執(zhí)行完畢后，將P2的邊也刪去。利用這用簡化方式，如進(jìn)程四存儲器結(jié)構(gòu)一個可在內(nèi)存中執(zhí)行的程序，首先要編譯，由編譯程序?qū)⒃闯绦蜴溄映绦驅(qū)⒕幾g后的目標(biāo)模塊，以及所需庫函數(shù)鏈接起知道程序?qū)Ⅰv留在內(nèi)存的什么位置，則，編譯程序?qū)a(chǎn)生絕將各自目標(biāo)模塊及其所需庫函數(shù)，鏈接成一個裝入模塊，以后CALLC語句。欲將A,B,C裝配成一個裝入模塊。需要修改兩個東西：)對相對地址進(jìn)行修改2)變換外部調(diào)用符號，將調(diào)用符號換成相對地址0塊ACALLBL-10模塊AJSRL0M-10L-1L模塊BCALLCL+M-1模塊C模塊BJSRL+M模塊CN-1L+M+N-1次適應(yīng)FF算法：空閑分區(qū)為止，然后再按照作業(yè)的大小，從該分區(qū)中劃，不再是每次都從鏈?zhǔn)组_始查找，而是從上一次找到的空閑分塊滿足要3)最佳適應(yīng)BF算法：4)最壞適應(yīng)WF算法：，總是挑選一個最大的空閑分區(qū)分割給作業(yè)，優(yōu)點(diǎn)在于可5)快速適應(yīng)QF算法：大小進(jìn)行分類，對于每一類具有相同容量的所有空閑分區(qū)，單獨(dú)存在多個空閑分區(qū)鏈表，同時在內(nèi)存中設(shè)立一張閑分區(qū)類型，并記錄該類型空閑分區(qū)鏈表頭中，主要操作是分配內(nèi)存和回收內(nèi)存，無論分配分區(qū)還是空閑分區(qū)，分區(qū)大小均為序，緊湊后的用戶程序在內(nèi)存中的位置發(fā)生改變，因此，需要重和>=請求區(qū)進(jìn)行緊湊形成連續(xù)空閑區(qū)按動態(tài)分區(qū)方式進(jìn)行分配修改有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)修改有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)別稱之為。內(nèi)碎片”。頁面大小一般為2的冪。分頁地址由頁號，偏移量(頁內(nèi)地址)組成。如下例：位移量若給定一個邏輯地址空間中的地址為A，頁面大小為L，則頁號和頁內(nèi)地址D為：D=[A]MODL將頁表地址與頁號和頁表項(xiàng)長度的乘積相加(即，基地址+偏移量)得到該表項(xiàng)在頁表中的CPU構(gòu)自動將頁號送入快表，并將此以32位邏輯空間為例，當(dāng)頁面大小為4KB(12位)，若采用一級頁表結(jié)構(gòu)，對應(yīng)(32-12)20位的頁號。若采用二級頁表，則需要對頁表分頁，外層頁表中的頁內(nèi)地址為10位，外層頁號也為10位。頁表的首表結(jié)構(gòu)的情況下，對于正在運(yùn)行的進(jìn)程，必須將1)方便編程：用戶把作業(yè)按照邏輯關(guān)系劃分為若干段，每段從0開始編址2)信息共享：分頁系統(tǒng)中的頁只存放信息的物理塊，無完整意義，而段是信息的邏輯單位3)信息保護(hù)4)動態(tài)增長：處理數(shù)據(jù)段的動態(tài)增長5)動態(tài)鏈接：只有當(dāng)目標(biāo)程序運(yùn)行過程中，才將某段目標(biāo)程序調(diào)入內(nèi)存并鏈接少個段，段內(nèi)地址顯示出段的大小項(xiàng)，物理地址=