操作系统复习提纲资料整理 - 图文

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1、进程和线程是什么？PCB是什么？多道程序是什么？进程与线程有何区别？

较典型的进程的定义有： （1） 进程是程序的一次执行

（2） 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动 （3） 进程是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和调度

的一个独立单位。

传统OS中进程的定义：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程与程序的区别、联系： 进程 程序 晋城市执行程序的动态过程（动态） 程序是进程运行的静态文本（静态） 一个进程可以执行一个或多个程序 一个程序可以被多个进程执行 进程知识一次执行过程，具有生命期 程序可以作为一种资源以文件的形式长期保存 进程的特征：

1、结构特征：进程实体是由程序段、相关的数据段和进程控制块（PCB）三部分构成

2、动态性：进程是程序的一次执行过程，具有生命期；它可以由系统创建并独立地执行，直至完成而被撤销

3、并发性：进程是可以并发执行的基本单位，从宏观上看，它们可以“同时”执行。由于共享资源，进程间相互约束，相互依赖。

4、独立性：各个进程之间相互独立，指进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。

5、异步性：各个进程按照各自独立的、不可预知的速度异步向前推进。即进程按异步方式执行。

进程的三种基本状态 1）就绪状态（Ready） 2）执行状态（Executing） 3）阻塞状态（Blocking）

4）挂起状态（Suspend）

引起挂起状态的原因

（1） 终端用户的请求 （2） 父进程请求 （3） 符合调节的需要 （4） 操作系统的需要

线程的引入是为了减少进程并发执行的开销，提高系统性能，讲资源分配与调度分开

进程与线程的比较

1、构成：一个进程可由一个或多个线程构成。其中一定有一个主线程；进程是分配资源的基本单位，现成是可调度的基本单位；进程用PCB块描述，线程用TCB块（Thread control Block）描述；线程是进程内一个可调度的实体。具有独立的程序计数器

2、线程的并发性： 同一进程的多个线程具有并发执行的特性，线程之间相互约束，线程执行过程呈现间断性。线程也具有就绪、阻塞和执行三种基本状态 3、线程资源 线程可以与其他同属一个进程的线程共同拥有该进程的资源 4、线程的调度 线程作为调度的基本单位，在Windows NT等32位OS中，采用按优先级调度的策略；线程的调度算法与进程类似，对CPU的分配也分抢占式和非抢占式

5、系统开销 （1）创建——撤销的开销：PCB比TCB复杂

（2）调度开销 同一进程内的线程切换的开销小于进程切换开销，不会引起进程切换 （3）资源开销 线程一般不拥有资源，但可以访问所属进程的资源

通信开销 进程同性具有独立的地址控件；线程通信是任务通信，开销小

线程的属性 1、轻型实体

2、独立调度和分派的基本单位 3、可并发执行 4、共享进程资源

进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体。（P15） 线程书上没找到明确的定义 线程的属性： (1) 轻型实体。（基本上不拥有系统资源） (2) 独立调度和分派的基本单位 (3) 可并发执行。 (4) 共享进程资源。

进程是对正在运行的程序的一种抽象，是资源分配和独立运行的基本单位，一个进程是一个只能进行单个执行线程的程序；

线程又称轻型进程，是程序执行流的最小单元，是程序中一个单一的顺序控制流程；

程序的并发执行是指在逻辑上相互独立的一组程序在执行时间上的相互重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另以程序段的执行已经开始。

并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生 并行性是指两个或多个时间在同一时刻发生

PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构，它记录了操作系统所需的，用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息；(P41)

多道程序：是在计算机内部存储器中，同时存放多道相互独立的程序，使它们在操作系统的控制下相互穿插执行

多道程序设计技术的引入是为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量。在多道批处理系统中，用户所提交的作业都先存放在外村上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。

进程线程区别 P72

进程线程关系：

（1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有 一个线程。

（2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。 （3）处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。

（4）线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通 信的办法实现同步。

并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生

1、什么是OS？它的基本功能是什么？现代OS的基本特征？现代OS中资源分配和调度的基本单位是什么？

操作系统是管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。

操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。P9 主要功能：

处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、操作系统与用户之间的接口。

现代操作系统的基本特征：

并发性、共享性、虚拟技术、异步性。

现代操作系统中资源分配的单位为进程，调度单位为线程。

2、进程切换的几种情况（进程状态变迁图）

就绪

时间片完

I/O完成进程调度 阻塞执行I/O请求

图附加的文字说明：（P38)

处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程便可执行，相应地，它就由就绪状态转变为执行状态。正在执行的进程如果因分配给它的时间片已完而被暂停执行时，该进程便由执行状态又回复到就绪状态；如果因发生某事件而使进程的执行受阻（例如，进程请求访问某临界资源，而该资源正被其他进程访问时），使之无法继续执行，该进程由执行状态转变为阻塞状态。

4、分时系统，批处理系统中进程调度的算法是哪些？ 先来先服务和短作业(进程)优先调度算法、高优先权优先调度算法、基于时间片的轮转调度算法

补充（了解即可不建议背诵）：

处理机调度层次：高级调度（作业调度）、低级调度（进程调度）、中级调度（中程调度）

在上述三种调度中，进程调度的运行频率最高，在分时系统中通常是10～100 ms便进行一次进程调度，因此把它称为短程调度。为避免进程调度占用太多的CPU时间，进程调度算法不宜太复杂。作业调度往往是发生在一个(批)作业运行完毕，退出系统，而需要重新调入一个(批)作业进入内存时，故作业调度的周期较长，大约几分钟一次，因此把它称为长程调度。由于其运行频率较低，故允许作业调度算法花费较多的时间。中级调度的运行频率基本上介于上述两种调度之间，因此把它称为中程调度。

先来先服务算法比较有利于长作业(进程)，而不利于短作业(进程)。短作业(进程)优先调度算法跟其相反。

高优先权优先调度算法既照顾了短作业，又考虑了作业到达的先后次序，不会使长作业长期得不到服务。因此，该算法实现了一种较好的折衷。当然，在利用该算法时，每要进行调度之前，都须先做响应比的计算，这会增加系统开销。

5、作业周转时间包含哪些？

作业周转时间是指从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔 包括四部分时间：

1) 作业在外存后备队列上等待(作业)调度的时间