0907第七章进程调度与通信
操作系统进程通信和调度
Linux可以对虚存段中的任一部分加锁或保护。
8.3.6
缺页中断
磁盘中的可执行文件映像一旦被映射到一 个进程的虚拟空间，它就开始执行。由于一 开始只有该映像区的开始部分被调入内存， 因此，进程迟早会执行那些未被装入内存的 部分。当一个进程访问了一个还没有有效页 表项的虚拟地址时，处理器将产生缺页中断， 通知操作系统，并把缺页的虚拟地址(保存 在CR2寄存器中)和缺页时访问虚存的模式一 并传给Linux的缺页中断处理程序。
Linux核心具体负责I/O设备的操作，这些管 理和控制硬件设备控制器的程序代码称为设备 驱动程序，它们是常驻内存的底层硬件处理子 程序，具有控制和管理I/O设备的作用。
8.5.2
设备的管理
在Linux操作系统中，输入输出设备可以 分为字符设备、块设备和网络设备。
8.6 Linux安全机制
8.6.1 Linux自身的安全机制 Linux自身的安全机制主要包括以下几方面。 (1) 身份识别和认证。 (2) 安全的审计。 (3) 访问控制。
8.4 Linux文件管理
8.4.1 Linux文件系统的目录结构
Linux采用的是树型目录结构管理文件。最 上层是根目录，其他的所有目录都是从根目录 出发而生成的。
8.4.2
Linux文件系统的实现
Linux支持多种不同类型的文件系统，包括EXT、EXT2、 MINIX、UMSDOS、NCP、IS09660、HPFS、MSDOS、NTFS、 XIA、VFAT、PROC、NFS、SMB、SYSV、AFFS以及UFS等。 由于每一种文件系统都有自己的组织结构和文件操作函 数，并且相互之间的差别很大，Linux文件系统的实现有 一定的难度。为支持上述的各种文件系统，Linux在实现 文件系统时采用了两层结构 。第一层是虚拟文件系统 (Virtual File System，VFS)，它把各种实际文件系统 的公共结构抽象出来，建立统一的以i_node为中心的组 织结构，为实际文件系统提供兼容性。它的作用是屏蔽 各类文件系统的差异，给用户、应用程序和Linux的其他 管理模块提供统一的接口。第二层是Linux支持的各种实 际文件系统。
进程调度概念
进程调度概念进程调度是操作系统中的一个重要概念，它涉及到如何合理分配和管理计算机资源，确保各个进程能够公平、高效地执行。
进程调度涉及到许多算法和策略，旨在提高系统的运行效率和响应时间。
本文将探讨进程调度的概念及其在操作系统中的应用。
概念解析进程调度是操作系统中的一个核心概念，它可以理解为操作系统对正在运行的进程进行优先级排列和调度执行的过程。
在单处理器系统中，进程调度决定了哪个进程将拥有处理器的执行权。
在多处理器系统中，进程调度还可以决定将哪些进程分配到哪个处理器上执行。
进程调度的目标进程调度的主要目标是提高系统的吞吐量和响应时间。
吞吐量表示单位时间内可以完成的任务数量，响应时间则表示从请求发出到系统给出响应所需要的时间。
为了实现这些目标，进程调度需要考虑多个因素，如进程的优先级、执行的时间片、进程等待时间等。
进程调度算法在实际应用中，有许多进程调度算法被广泛应用。
其中最早、最原始的是先来先服务（FCFS）调度算法，即根据进程到达的先后顺序进行调度。
这种算法简单直观，但存在“作业饥饿”问题，即后到达的长作业会导致前面的短作业等待时间过长。
为了解决FCFS算法的问题，人们提出了短作业优先（SJF）调度算法，即优先调度执行预计执行时间较短的进程。
这种算法可以最大限度地减少平均等待时间，提高系统的响应速度。
另外，还有时间片轮转（RR）调度算法，它将处理器的执行时间划分为固定长度的时间片，每个进程在一个时间片内执行，时间片过后，执行权交给下一个进程。
这种算法适合在多任务环境下使用，能够公平地分配处理器的执行时间。
还有其他一些调度算法，如最高响应比优先（HRRN）调度算法、多级反馈队列调度算法等。
这些算法根据不同的场景和需求，选择合适的优化策略，以提高系统的性能和效率。
进程调度的应用进程调度不仅仅在操作系统中发挥作用，在其他领域也有广泛的应用。
例如，工业自动化中的分布式控制系统，需要合理调度各个子系统之间的通信和任务执行，以实现高效的生产过程。
第七讲 进程调度ppt
低级调度
• 进程调度、短程调度。 进程调度、短程调度。 • 主要功能是按照某种原则决定就绪队 列中的哪个进程或内核级线程能获得 处理器, 处理器, 并将处理机出让给它进行工 作。 • 短程调度程序是操作系统最为核心的 部分， 部分，短程调度策略的优劣直接影响 到整个系统的性能。 到整个系统的性能。
进程调度要解决的问题
WHAT：按什么原则分配CPU WHAT：按什么原则分配CPU —进程调度算法 进程调度算法 WHEN：何时分配CPU WHEN：何时分配CPU —进程调度的时机 进程调度的时机 HOW： 如何分配CPU HOW： 如何分配CPU —进程调度过程（进程的切换） 进程调度过程（ 进程调度过程 进程的切换）
平均作业周转时间
• 为了提高系统的性能 ， 要让若干个 为了提高系统的性能， 用户的平均作业周转时间和平均带 权周转时间最小。 权周转时间最小。 平均作业周转时间 T = (Σti) / n
作业带权周转时间和平均作业带权周转时间
• 如果作业 i 的周转时间为 ti ， 所需运行时 如果作业i 的周转时间为t 间为t 则称w 间为tk，则称wi=ti /tk为该作业的带权周 转时间。 转时间。 • ti是等待时间与运行时间之和，故带权周 是等待时间与运行时间之和， 转时间总大于1 转时间总大于1。 平均作业带权周转时间W = (Σwi) / n
28+37+40)/ )/3 T = (28+37+40)/3 = 35
先来先服务算法(3) 先来先服务算法(3)
•若三个作业提交顺序改为作业2、 1、3，平均作业周转时间约为29。 •若三个作业提交顺序改为作业3、 2、1，平均作业周转时间约为18。 FCFS调度算法的平均作业周转时间 与作业提交的顺序有关。
如何进行操作系统调度和进程管理
如何进行操作系统调度和进程管理操作系统调度和进程管理是操作系统中非常重要的功能，它负责管理系统中的进程、资源分配和进程间的调度。
本文将详细介绍操作系统调度和进程管理的相关概念、原理和实践方法。
一、进程和线程的概念1.1进程:进程是程序的一次执行过程，是程序在计算机中的一次执行活动，它是程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。
每个进程都有自己的地址空间、堆栈、数据区等资源，进程之间彼此独立，互不干扰。
1.2线程：线程是进程中的一条执行路径，是进程的实体，每个进程可以包含多个线程。
线程共享相同的地址空间和其他资源，可以很方便地进行通信和数据交换。
二、进程管理2.1进程的状态：在操作系统中，进程可以处于运行状态、就绪状态和阻塞状态。
运行状态表示进程正在执行，就绪状态表示进程已经准备好执行，阻塞状态表示进程由于某种原因暂时无法执行。
2.2进程的创建和终止：进程的创建可以通过程序的加载、复制已有进程等方式实现，而进程的终止可以通过调用exit()系统调用、异常终止等方式实现。
2.3进程控制块（PCB）：PCB是操作系统中用于保存和管理进程信息的数据结构，包括进程的状态、优先级、资源需求等信息。
PCB可以帮助操作系统对进程进行管理和调度。
2.4进程同步和通信：在多进程环境下，进程之间需要进行同步和通信以确保数据的一致性和正确性。
操作系统提供了多种机制来实现进程之间的同步和通信，比如信号量、互斥锁、消息队列等。
三、进程调度3.1进程调度的目的：进程调度的主要目的是提高系统的资源利用率和响应速度，保证系统的稳定性和性能。
通过合理的调度算法，可以实现进程之间的公平调度，并且避免进程死锁、饥饿等问题。
3.2调度算法：常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。
不同的调度算法适用于不同的场景，可以根据系统的特点和需求选择合适的算法。
3.3进程优先级调度：进程可以设置不同的优先级，高优先级的进程会得到更多的CPU 时间片，保证系统的响应速度和性能。
进程演示文稿
2.进程状态（volatile long State） 进程状态（ 进程状态 ） 进程执行时，它会根据具体情况改变状态。 进程状态是调度和对换的依据。Linux中的 进程主要有如下状态：
3.进程调度信息 进程调度信息
调度程序利用这部分信息决定系统中哪个进程最应该运行， 并结合进程的状态信息保证系统运转的公平和高效。这一 部分信息通常包括进程的类别（普通进程还是实时进程）、 进程的优先级等等。
1、进程的概念
1. 什么是进程
进程的作用就是担当分配系统资源（CPU时间，存储器等） 的实体。
多任务操作系统 ：操作系统为每个程序建立一个运行环境即创建进程， 每个进程拥有自己的虚拟地址空间，它们之间互不干扰，即使要相互 作用（例如多个进程合作完成某个工作），也要通过内核提供的进程 间通信机制（IPC）。 两种虚拟机制： 两种虚拟机制：虚拟处理机，虚拟内存
（1） 进程和程序（Process and Program）
首先我们对进程作一明确定义：所谓进程是由正文段 （text）、用户数据段（user segment）以及系统数据段 （system segment）共同组成的一个执行环境。
（2） 命令执行的原理
（1）Linux 中的程序和命令通常由命令解释器执行，这一命令 解释器称为 shell。 （2）用户输入命令之后，shell 会在搜索路径（shell 变量 PATH中包含搜索路径）指定的目录中搜索和输入命令匹配的映象 （可执行的二进制代码）名称。如果发现匹配的映象，shell 负责装 载并执行该映像。 （3）shell 首先利用 fork 系统调用建立子进程，然后用找到的 可执行映象文件覆盖子进程正在执行的 shell 二进制映象。 例如：$ ls -l /usr/bin 在获得/usr/bin目录下的全部文件列表时，shell进程创建一个新 进程执行这个命令。这个新进程装入/bin/ls可执行文件。在这样做的 过程中，从shell继承的大多数执行上下文被丢弃，但三个单独的参 数ls、-l和 /usr/依然被保持。一般情况下，新进程可以接受任意个参 数。
操作系统的进程调度
操作系统的进程调度操作系统是计算机系统中的核心软件之一，它负责管理计算机系统的资源，并为用户提供运行环境。
在多任务操作系统中，同时有多个进程在竞争有限的资源，因此需要进行进程调度来合理分配资源，提高系统的效率和响应速度。
本文将介绍操作系统的进程调度算法和其作用。
一、进程调度的概念进程调度是操作系统中的一个重要概念，它指的是根据一定的算法和策略，从就绪队列中选择一个进程并分配处理器资源，使其运行。
进程调度的目的是优化系统性能，提高资源利用率，保证进程的公平竞争，以及提供良好的响应时间。
二、进程调度的算法在操作系统中，常用的进程调度算法有以下几种：1. 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先执行，适用于一些对响应时间要求不高的场景。
2. 短作业优先（SJF）调度算法：根据进程的执行时间长短来进行调度，执行时间短的进程优先执行。
这种算法能够最大化地减少平均等待时间，但可能导致长作业无法得到及时执行。
3. 优先级调度算法：为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程先执行。
这种算法可以根据不同的需求设置不同的优先级，以便更好地满足系统性能要求。
4. 时间片轮转调度算法：将处理器的时间分成固定大小的时间片，每个进程被分配一个时间片，在该时间片内执行，超过时间片则被移到队列末尾。
这种算法可以保证每个进程都能公平竞争到处理器资源。
5. 多级反馈队列调度算法：将进程分为多个级别的队列，每个队列具有不同的时间片大小和优先级，进程在队列之间不断移动，根据进程的执行情况进行动态调整。
这种算法可以在保证公平性的同时，提供较快的响应时间。
三、进程调度的作用进程调度在操作系统中起着重要的作用，具有以下几个方面的作用：1. 提高系统的资源利用率：通过合理调度，将处理器、内存、设备等资源合理分配给不同的进程，使系统的资源利用率最大化。
2. 保证进程的公平竞争：在多任务系统中，进程的调度应该公平，不应偏袒任何一个进程，确保每个进程都有机会获得资源和执行。
计算机操作系统中的进程管理与调度
计算机操作系统中的进程管理与调度计算机操作系统是指控制和管理计算机硬件与软件资源，提供给用户和其他软件的一种系统软件。
其中，进程管理与调度是操作系统的重要功能之一。
本文将从进程管理的基本概念、进程状态转换、调度算法以及实现进程管理的方法等方面展开介绍。
一、进程管理的基本概念进程是指程序在计算机上的一次执行过程，它包含了程序的代码、数据和执行的上下文。
在操作系统中，进程是资源分配的最小单位，每个进程都有其独立的地址空间和执行状态。
进程管理是指对进程的创建、撤销、切换、挂起和恢复等操作的管理。
在操作系统中，进程管理主要涉及进程的创建和撤销、进程间的通信和同步以及对进程资源的调度和管理等内容。
二、进程状态转换进程在运行过程中会经历不同的状态，操作系统将其划分为以下几种状态：1.新建状态：当一个进程被创建时，它处于新建状态。
此时，操作系统为进程分配资源，并为其分配唯一的进程标识符（PID）。
2.就绪状态：当进程获得了除了CPU之外的所有资源后，它进入就绪状态。
此时，进程已经准备好运行，只等待CPU的分配。
3.运行状态：进程从就绪状态切换到运行状态时，操作系统将CPU分配给该进程，使其开始执行。
4.阻塞状态：当进程执行过程中遇到等待事件的情况，如等待I/O操作完成时，进程会进入阻塞状态。
在此状态下，操作系统会将CPU重新分配给其他进程。
5.终止状态：当进程执行完成或由于某种原因被终止时，进程进入终止状态。
此时，操作系统会回收该进程所占用的资源。
进程状态间的转换由操作系统根据不同的事件和条件来控制，保证系统资源的合理利用和进程间的正常运行。
三、调度算法为了高效地利用CPU资源，操作系统采用不同的调度算法对进程进行调度。
常见的调度算法有以下几种：1.先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程提交请求的先后顺序进行调度，即先提交的进程先执行。
2.最短作业优先（SJF）调度算法：根据进程的执行时间进行调度，先执行执行时间最短的进程。
进程调度的概念
进程调度的概念引言进程调度是操作系统中一个重要的概念，它负责决定哪个进程能够占用CPU的时间片。
通过合理的进程调度算法，可以提高系统的资源利用率、响应时间和吞吐量。
本文将详细探讨进程调度的概念、作用、常见的调度算法以及相关的优化技术。
进程调度的作用进程调度是操作系统的核心功能之一，它的作用主要体现在以下几个方面：1.提高系统资源利用率：进程调度器可以根据进程的优先级、执行时间等条件，动态地分配CPU的时间片，以最大化利用系统资源。
2.确保系统响应时间：通过合理的进程调度算法，可以尽量减少进程等待CPU的时间，提高系统的响应速度。
3.提高系统吞吐量：进程调度器可以根据系统的负载情况，调度不同的进程执行，以最大限度地提高系统的吞吐量。
4.保证进程的公平性：进程调度器应该公平地分配CPU时间给所有的进程，避免某些进程长时间霸占CPU而导致其他进程无法执行。
常见的进程调度算法先来先服务调度（FCFS）先来先服务调度算法是一种简单的调度算法，它按照进程到达的顺序来进行调度。
当一个进程到达时，将其放入就绪队列的末尾，并分配CPU时间片给它，直到该进程执行完毕或者被阻塞。
该算法的优点是实现简单，但缺点也明显，因为它无法考虑进程的执行时间和优先级，导致长的进程可能会造成其他进程的等待时间过长，从而降低系统的响应速度。
时间片轮转调度（RR）时间片轮转调度算法是一种基于时间片的调度算法，它将每个进程的执行时间切分为多个时间片，每个进程按照到达的顺序依次执行一个时间片，然后轮转到下一个进程。
时间片轮转调度算法可以保证每个进程都能得到公平的CPU时间片，并且能够提高系统的响应速度。
但是，当一个进程需要执行的时间片较长时，会增加上下文切换的开销，降低系统的吞吐量。
最短作业优先调度（SJF）最短作业优先调度算法是一种根据进程的执行时间来进行调度的算法，它总是选择执行时间最短的进程来执行。
这种算法可以最小化平均等待时间，并提高系统的响应速度。
进程调度知识点总结图
进程调度知识点总结图1. 进程调度概述进程调度是操作系统中的一个重要组成部分，它负责决定哪些进程能够在CPU上执行，以及它们的执行顺序。
进程调度的主要目标是提高系统的吞吐率、减少响应时间、以及实现公平的资源分配。
2. 进程状态在进行进程调度之前，我们需要了解进程的状态。
常见的进程状态包括就绪态、运行态、阻塞态等。
就绪态的进程可以在任何时刻被调度到CPU上执行；运行态的进程正在CPU 上执行指令；阻塞态的进程由于等待外部事件而暂时无法执行。
3. 调度器调度器是负责进行进程调度的组件。
它可以根据特定的调度算法来决定哪些进程应该被分配CPU时间。
调度器通常分为长期调度器、中期调度器和短期调度器。
4. 调度算法调度算法是决定进程调度顺序的关键。
常见的调度算法包括先来先服务、最短作业优先、优先级调度、时间片轮转等。
不同的调度算法适用于不同的场景，需要根据具体的系统需求进行选择。
5. 进程优先级进程优先级是调度算法中常用的一个概念。
通过设定不同的优先级，可以确保高优先级的进程能够得到更多的CPU时间，从而提高系统的响应速度。
但是，过高的优先级也可能导致低优先级进程饥饿的问题，需要做出平衡。
6. 时间片轮转调度时间片轮转调度是一种常见的调度算法，主要用于多道程序设计环境中。
它将进程按照先来先服务的原则排成一个队列，并为每个进程分配一个时间片。
当时间片用完后，进程会被放到队列的尾部，等待下一次调度。
7. 多级反馈队列调度多级反馈队列调度是一种综合利用了时间片轮转和优先级调度的算法。
它将进程根据优先级分成多个队列，并为每个队列分配不同的时间片。
优先级高的队列拥有更短的时间片，从而提高高优先级进程的执行速度。
8. 作业调度作业调度是在长期调度过程中对进程进行排序并决定何时加载到内存中。
它通常会考虑系统资源、作业的运行时间和作业的优先级，以决定何时调度哪些作业。
9. 中期调度中期调度是对内存中的进程进行重新排序的过程，以释放内存空间并为新的进程腾出空间。
进程管理与调度
进程管理与调度进程管理是操作系统中的一个重要概念，用于控制和协调系统中各个进程的执行顺序和资源分配。
调度是进程管理的核心组成部分，负责根据一定的算法和策略来决定运行哪个进程以及何时运行。
一、进程管理进程管理是操作系统中的基本任务之一，它负责创建、终止和调度进程，以及为进程分配和回收资源。
进程是程序的执行实例，一个程序可以有多个进程同时执行。
进程管理通过对进程的控制和调度，保证系统的正常运行。
进程管理包括以下几个主要方面：1. 进程创建：当用户启动一个程序时，操作系统会为该程序创建一个新的进程。
进程创建需要为进程分配内存空间，并初始化进程控制块。
2. 进程终止：当进程执行完毕或发生错误时，操作系统会终止该进程。
进程终止时需要释放其占用的资源，并从系统中删除相应的进程控制块。
3. 进程调度：通过进程调度算法和策略，决定系统中运行哪个进程以及何时运行。
进程调度的目标是提高系统的吞吐量和响应时间。
4. 进程间通信：多个进程之间需要进行通信和数据交换。
进程间通信机制可以通过共享内存、消息传递等方式来实现。
二、调度算法调度算法是操作系统中进行进程调度的核心部分，其决定了系统中进程的执行顺序。
常用的调度算法有以下几种：1. 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的顺序进行调度，先到达的进程先执行，适用于长作业。
2. 最短作业优先（SJF）调度算法：根据进程对 CPU 的需求时间进行调度，执行时间最短的进程先执行，适用于短作业。
3. 优先级调度算法：为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程先执行。
可以静态分配优先级，也可以动态调整优先级。
4. 时间片轮转调度算法：将 CPU 时间划分为若干个时间片，每个进程在一个时间片内执行。
时间片结束后，当前进程被暂停，下一个进程开始执行。
5. 多级反馈队列调度算法：将进程根据优先级划分为多个队列，每个进程初始时进入最高优先级的队列，根据执行情况可以升降队列。
三、调度策略调度策略是在调度算法基础上考虑的一些特殊需求和限制条件。
进程通信原理
进程通信原理
进程通信是实现并发进程之间相互合作的重要手段。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 进程间通信：当两个或多个进程在共享内存空间时，它们可以通过读写共享内存中的数据来进行通信。
进程可以将数据写入共享内存，其他进程则可以读取这些数据。
这种通信方式称为进程间通信（IPC）。
2. 消息传递：消息传递是一种常用的进程通信方式。
进程可以通过发送和接收消息来进行通信。
常见的消息传递系统包括管道、队列、信箱等。
3. 共享内存：共享内存允许多个进程访问同一块内存空间，通过读写共享内存中的数据来进行通信。
共享内存的实现需要一种同步机制，以避免多个进程同时读写共享内存导致的数据冲突。
4. 信号量：信号量是一种同步机制，用于控制多个进程对共享资源的访问。
它通常用于实现互斥锁、条件变量等同步原语，以确保多个进程在访问共享资源时的正确性。
5. 套接字：套接字是一种通用的进程间通信机制，可以在不同主机上的进程之间进行通信。
通过套接字，进程可以发送和接收数据，实现类似于管道和消息传递的通信方式。
总之，进程通信的原理主要是通过共享内存、消息传递、信号量、套接字等方式实现并发进程之间的相互合作和协调，以完成特定的任务。
进程调度知识点总结大全
进程调度知识点总结大全一、进程调度概述进程调度是操作系统中的一个重要部分，它负责决定哪个进程在某个时刻获得处理器的使用权。
进程调度有两个关键的作用：一是确保CPU的高效利用，二是提供响应时间。
了解进程调度的知识对于理解操作系统的工作原理和性能优化非常重要。
进程调度的基本目标是实现公平性（Fairness）、高吞吐量（High throughput）和低延迟（Low latency）。
在不同的系统中，对这三个目标的重视程度有所不同，具体的调度算法也会有所区别。
二、进程调度的分类1. 批处理系统批处理系统是指没有人机交互的自动化操作系统，它主要用于处理大宗数据的任务。
批处理系统的调度算法通常以吞吐量为优先考虑因素。
2. 交互式系统交互式系统是指需要与用户进行交互的操作系统，例如个人电脑和服务器等。
交互式系统的调度算法通常以响应时间和公平性为优先考虑因素。
3. 实时系统实时系统是指对响应时间和执行时间要求非常严格的系统，如航空航天、工业控制等领域。
实时系统的调度算法通常以任务的截止时间和执行时间为优先考虑因素。
三、进程调度的基本概念1. 进程在操作系统中，进程是程序的执行实例。
每个进程都有自己的地址空间、寄存器上下文和状态。
进程是操作系统中的基本执行单元，进程之间相互独立，彼此之间不会干扰。
2. 进程状态进程在执行过程中会处于不同的状态，常见的进程状态包括就绪状态（Ready）、运行状态（Running）、阻塞状态（Blocked）和终止状态（Terminated）。
3. 进程控制块（PCB）进程控制块是操作系统中用来描述和管理进程的数据结构。
PCB中包含了进程的基本信息，如进程的标识符、状态、优先级、寄存器上下文等。
4. 进程调度器进程调度器是操作系统中的一个重要组成部分，它负责根据一定的调度算法决定哪个就绪的进程将获得处理器的使用权。
进程调度器会根据系统的运行状态和调度策略来做出决策。
5. 调度队列调度队列是操作系统中用来存储进程的数据结构，不同的调度队列可能按照不同的优先级或调度策略来组织。
进程的通信方式调度方式
进程的通信⽅式调度⽅式进程的通信⽅式有哪些？进程的调度⽅式有哪些？处理机调度： 通常内存中存在的进程数⼤于cpu的核数（处理机的数⽬），就需要按照某种算法，将处理机分配给处于就绪状态的⼀个进程。
调度的层次： ⾼级调度：也叫作业调度。
调度的对象是作业。
决定将外存的哪些作业调⼊内存，为他们创建进程、分配资源，将它们放⼊就绪队列。
低级调度：也叫进程调度。
调度的对象是进程（或内核线程）。
决定就绪队列中的哪个进程获得处理机。
中级调度：也叫内存调度。
实际上就是存储器管理中的对换功能。
将暂时不能运⾏的进程，调⾄外存等待。
将外存中具备运⾏条件的进程重新调⽤内存，设置状态为就绪状态，放在就绪队列中。
调度的⽬标： 资源利⽤率：提⾼CPU的利⽤率， CPU有效⼯作时间与（cpu有效⼯作时间+cpu空闲等待时间） 公平性：不会出现进程饥饿现象。
作业与作业调度：进程调度： 进程调度的任务：保存处理机的现场信息；按某种算法选取进程；把处理器分配给进程； 进程调度⽅式： ⾮抢占⽅式：把处理机分配给某进程后，就⼀直让它运⾏下去，直⾄完成。
或者发⽣阻塞时（⽐如 I/O操作引起的阻塞，或者执⾏了block阻塞原语），才把处理机分配给其它进程。
抢占⽅式：优先权原则、短进程优先原则、时间⽚原则抢占⽅式⼜细分为：轮转调度算法： 基于时间⽚的轮转。
(当CPU时间⽚⽤完后，或者进程执⾏完后，开始切换下⼀个进程 )优先级调度算法： 将处理机分配给就绪队列中优先级最⾼的进程。
也分为抢占式和⾮抢占式。
抢占式可以中断正在运⾏的低级进程，运⾏新来的优先级⾼的进程。
⾮抢占式不会中断正在运⾏的低优先级的进程。
多队列调度算法： 多个就绪队列。
多级反馈队列调度算法：。
操作系统进程管理与调度
操作系统进程管理与调度随着计算机技术的不断发展，操作系统作为计算机系统的核心组成部分，起着重要的作用。
其中，进程管理与调度是操作系统的重要功能之一。
本文将探讨操作系统中的进程管理与调度相关的概念、原理、算法等内容。
一、进程管理概述进程是指计算机中正在运行的程序实例，是操作系统资源分配的基本单位。
进程管理包括进程的创建、撤销、状态转换、同步与通信等，是操作系统中的重要任务。
1. 进程的创建与撤销进程的创建是指在系统中产生一个新的进程，包括向系统申请资源、分配资源等步骤。
进程的撤销是指终止一个正在运行的进程，释放其所占用的系统资源。
2. 进程的状态转换进程在运行过程中会经历不同的状态，包括就绪态、运行态和阻塞态。
进程状态的转换是指进程在不同状态之间的切换过程，由操作系统根据不同的事件来进行调度和管理。
3. 进程的同步与通信多个进程之间需要进行数据的交换和相互合作，进程的同步与通信机制在这一过程中起到关键作用。
常见的进程同步与通信机制包括信号量、管程、消息传递等。
二、进程调度算法进程调度是操作系统中的一个重要功能，主要负责决定哪些进程可以占用处理器执行，以及在何时执行。
根据不同的调度策略和算法，可以实现不同的调度效果。
1. 先来先服务（FCFS）先来先服务是最简单的调度算法，按照进程到达的顺序进行调度。
当一个进程执行完毕或发生阻塞时，下一个进程按照就绪队列的顺序进行调度。
但是，FCFS算法容易产生“饥饿”现象，导致长作业等待时间过长。
2. 短作业优先（SJF）短作业优先调度算法是根据进程的执行时间进行调度，执行时间短的进程优先执行。
短作业优先算法可以减少平均等待时间，但是对于长作业可能会产生不公平现象。
3. 时间片轮转（RR）时间片轮转调度算法是按照时间片的大小进行调度，每个进程按照顺序执行一个时间片后，切换到下一个进程。
时间片轮转算法可以保证每个进程都能得到一定的执行机会，但是对于长时间运行的进程可能效果较差。
计算机操作系统的进程管理与调度
计算机操作系统的进程管理与调度计算机操作系统是一种控制计算机硬件和软件资源，并协调计算机各个部分工作的软件系统。
作为操作系统的核心功能之一，进程管理与调度起着至关重要的作用。
本文将就计算机操作系统的进程管理与调度进行探讨。
一、进程管理进程是指计算机中正在执行的程序，它具有程序计数器、寄存器集合、内存空间和相关资源的集合。
进程管理是指操作系统对进程进行创建、撤销、调度、通信和同步的管理工作。
1. 进程创建进程创建是指操作系统根据用户的请求或系统的需求创建新的进程。
在创建新进程时，操作系统会分配一块内存空间，为进程分配所需的资源，如打开文件、使用设备等。
2. 进程撤销进程撤销是指操作系统根据某些条件或用户的请求终止正在运行的进程。
撤销进程时，操作系统会释放该进程占用的资源，如内存空间、打开的文件等。
3. 进程通信进程通信是指操作系统提供的用于进程间相互交换数据和信息的机制。
常见的进程通信方式有共享内存、消息传递、管道等，通过这些方式，进程可以实现数据共享和协作工作。
4. 进程同步进程同步是指操作系统通过提供同步机制，确保多个进程按照既定的顺序执行。
常见的进程同步机制有信号量、互斥锁、条件变量等，通过这些机制，进程可以实现数据的安全访问和资源的互斥使用。
二、进程调度进程调度是指操作系统根据一定的策略和算法，从可运行的进程中选择一个或多个进程分配处理器资源，使其能够顺利执行。
进程调度旨在提高系统的吞吐量和资源利用率。
1. 调度策略调度策略是指操作系统根据系统的特点和需求，制定的调度算法。
常见的调度策略有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转等。
2. 调度算法调度算法是指操作系统根据调度策略所采用的具体算法。
不同的调度算法有不同的运行效果和实现复杂度。
常见的调度算法有最高优先级优先（HPF）、最短剩余时间优先（SRTF）、最短作业优先（SJF）等。
3. 多级反馈队列调度多级反馈队列调度是一种常用的进程调度算法，它将可运行的进程队列划分为多个等级，并为每个等级分配不同的时间片。
操作系统进程管理与调度
操作系统进程管理与调度操作系统是计算机系统中的核心软件之一，其主要功能之一就是管理和调度进程。
进程是指正在运行的程序，是计算机系统中最基本的执行单位。
进程管理和调度是操作系统中的重要内容，它涉及到资源分配、进程状态转换、进程调度算法等方面。
本文将详细介绍操作系统进程管理与调度的相关知识。
一、进程管理1. 进程的定义与特点进程是一个程序在某个数据集合上的一次执行过程。
每个进程都有自己的地址空间、数据和代码，它们之间相互独立。
进程的特点包括并发性、独立性、异步性和动态性。
2. 进程的状态进程可以处于运行、就绪、阻塞等状态。
运行状态表示进程正在执行，就绪状态表示进程具备运行的条件，但由于资源限制还未被调度执行，阻塞状态表示进程暂时无法继续执行，需要等待某个事件的发生。
3. 进程的创建和撤销在操作系统中，进程的创建和撤销是动态进行的。
进程的创建是通过调用系统调用或从一个已存在的进程中复制创建而来。
进程的撤销是指终止一个已存在的进程，释放其所占用的资源。
4. 进程同步与通信在多道程序环境下，不同进程之间可能需要进行协调与通信。
常见的进程同步与通信方法包括信号量、互斥量、条件变量、管道、消息队列等。
二、进程调度1. 调度的概念与分类调度是指按照某种算法从就绪队列中选择一个进程并分配处理器的操作。
调度分为长期调度（作业调度）、中期调度（内存调度）和短期调度（CPU调度）。
2. 调度算法常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）、优先级调度、多级反馈队列调度等。
每种调度算法都有自己的优缺点，适用于不同的场景。
3. 进程优先级为了能够合理地调度进程，操作系统通常会为每个进程分配一个优先级。
进程优先级决定了进程被调度执行的顺序，高优先级的进程会优先得到处理器的分配。
4. 死锁与哲学家就餐问题死锁是指两个或多个进程在互相请求对方占用的资源而陷入无限等待的状态。
哲学家就餐问题是一个经典的死锁案例，通过合理的资源分配算法可以避免死锁的发生。
理解计算机操作系统的进程管理与调度
理解计算机操作系统的进程管理与调度计算机操作系统是一种被广泛应用于计算机系统中的软件，它起着管理和协调计算机资源的作用。
在操作系统中，进程管理与调度是其中重要的组成部分。
一、进程的概念和特征进程是指在计算机系统中正在运行的程序的实例。
每个进程都拥有自己的一组相关资源，包括内存空间、文件和设备等。
进程可以看作是操作系统中的一个独立单元，它具有以下特征：1. 并发性：多个进程可以同时存在于计算机系统中，每个进程都是独立运行的。
并发性使得计算机能够同时处理多个任务，提高了系统的吞吐量和效率。
2. 独立性：每个进程都拥有独立的内存空间和资源，它们互相之间不会干扰或影响彼此的运行。
这种独立性保证了进程之间的隔离性和安全性。
3. 异步性：进程的执行速度和完成时间是不确定的，它们受到多种因素的影响，如资源调度、I/O操作等。
因此，进程之间的执行是异步的。
二、进程管理的基本目标进程管理的主要目标是实现对进程的有效管理和调度，确保系统的资源得到合理利用，并提供良好的用户体验。
进程管理的基本目标包括以下几个方面：1. 进程创建和撤销：操作系统需提供创建和撤销进程的机制，以便根据需要动态地管理进程。
进程的创建包括为进程分配资源和初始化进程控制块等操作；进程的撤销则释放进程占用的资源，清理进程控制块等。
2. 进程状态管理：对于正在运行的进程，操作系统需要维护进程的状态信息，并根据不同的需求进行状态转换。
常见的进程状态包括就绪、运行和阻塞等。
3. 进程调度：操作系统必须进行进程调度，按照一定的策略和算法，选择合适的进程来占用处理器，以实现进程的合理分配和执行。
4. 进程同步与通信：在多进程环境下，进程之间可能需要进行同步和通信，以便实现数据共享和协作。
操作系统需要提供相应的机制和方法，确保进程之间的正确互动。
三、进程调度算法进程调度是指操作系统根据一定的策略和算法，从就绪队列中选择合适的进程，将处理器分配给它们执行。
常见的进程调度算法包括以下几种：1. 先来先服务调度（FCFS）：按照进程的到达时间顺序，按序分配处理器给进程执行。
(通信企业管理)进程进程控制处理机调度进程的同步与通信精编
（通信企业管理）进程进程控制处理机调度进程的同步与通信进程、进程控制和处理机调度3.2进程的同步和通信一、单道程序工作环境下程序的顺序执行和特征1．程序的顺序执行：壹个程序通常可分成若干个程序段，它们必须按照某种先后次序执行，仅当前壹操作执行完后，才能执行后继操作。
2、特征：（1）顺序性（2）封闭性（3）可再现性二、多道程序工作环境下程序的且发执行和特征1、程序的且发执行：多个程序交替执行2、特征：（1）间断性（2）非封闭性：机内情况有多个程序改变（3）不可再现性：运行结果和速度有关三、进程概念：可且发执行的有独立功能的程序于某个数据集合上的运行过程1、进程和程序的区别：程序是静态的永久的，进程是动态的暂时的进程和程序的联系：壹个进程可执行多个程序壹个程序可构成多个进程2、进程的特征：①动态性：进程的实质是程序的壹次执行过程，有生命周期②且发性：多个进程能于壹段时间内同时运行，资源共享③独立性：进程是系统分配资源的独立单位，各进程独立运行（它们的地址空间相互独立）。
注意：凡未建立进程的程序，均不能作为壹个独立的单位参加运行。
进程是分配资源的单位，线程是分配CPU的单位④异步性：由于进程且发运行相互制约，所以各自按独立的、不可预知的速度向前推进。
⑤结构性：PCB（进程控制块）组成程序段数据段PCB3、进程的分类：系统进程、用户进程4、进程的状态和转换进程的3种基本状态：活动状态①就绪（准备）状态当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机，便能立即执行。
于壹个系统中，能够有多个进程同时处于就绪状态，通常把它们排成壹个队列，称为就绪队列。
②执行状态指进程已获得处理机，其程序正于执行。
于单处理机系统中，最多只能有壹个进程处于正于执行状态。
③阻塞（等待、睡眠）状态进程因发生某事件（等待某事件的发生，如请求I/O、申请缓冲空间等）不具备运行条件，而暂停执行时的状态，亦即进程的执行受到阻塞。
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第七章进程调度与通信编程7.1 Linux下的进程概述 (2)7.1.1 进程的概念 (2)7.1.2 Linux进程PCB的结构 (3)7.1.3 Linux中进程的组织方式 (6)7.1.4 Linux进程异常检测 (7)7.2 进程的系统调用 (7)7.2.1 getpid (7)7.2.2 fork的用法 (8)7.2.3 exit和_exit (10)7.3 进程间通信 (12)7.3.1 管道通信 (12)7.3.2 管道技术 (13)7.3.3 无名管道编程 (14)7.3.4 命名管道编程 (17)7.3.5 信号通信 (19)7.4 信号 (21)7.4.1 信号简介 (21)7.4.2 Linux信号常用信号的定义 (21)7.4.3 信号的接收 (22)7.4.4信号的发送 (24)7.4.5 共享内存 (26)7.4.6 消息队列 (27)7.5 守护进程 (30)7.5.1 守护进程简介 (30)7.5.2 守护进程的特点 (31)7.5.3 守护进程的启动方式 (31)7.5.4 守护进程的错误输出 (32)7.5.6 守护进程编程实例 (38)7.1 Linux下的进程概述7.1.1 进程的概念Linux作为一个多用户操作系统，支持多道程序设计，支持分时处理和软实时处理，也带有某些微内核的特征，为实现此目标，就要有进程。
在Linux系统里，当前正在运行的程序称为进程，对进程的监视和控制是Linux 系统管理员的核心任务。
一个管理员可以终止、重启一个进程，也可以为它指定一个新的优先级。
标准的Linux命令“ps”和“top”是用于查看当前进程列表的命令。
下面说明如何用这些命令和其它命令来管理Linux系统中的进程。
监视Linux的标准工具“ps”，是进程状态process status的简称。
这个命令返回正在运行程序的信息，包括程序运行的用户名，CPU的运行份额和时间。
如果要手工终止程序或确定哪个程序让系统变慢时，这些信息是很有用的。
因此监视和控制Linux系统中的进程是很必要的。
使用ps、top、kill和renice这些程序可以看到进程的运行情况并对它们进行控制。
在Linux中，进程是最小的调度单位。
Linux中的PCB是一个最重要的数据结构，叫做task_struct，放在／include／linux／sched.h中，包括管理进程的方方面面信息。
系统中最多同时可以运行NR_TASK个进程，它是结构数组的大小，默认值为512。
在kemel/sched.c中定义：struct task_struct *task[NR_TASKS]={&init_task}；在／include／linux／tasks.h 中有：#define NR _TASKS 5l2。
此外，系统定义了全局变量nr_task，用来记录系统中的进程数, 该变量随系统中实际进程数的变化而变化，其定义格式如下：在／kernel／fork.c 中，int nr_tasks=1;每当创建一个新进程时，便在内存中申请一个空的task_struct区域，填入需要的信息。
同时指向该结构的指针也被加入task数组中，所有进程控制块都存储在task[ ]数组中，在系统初始化后期，建立了第一个进程块INIT_TASK。
此外，为了便于找到当前正在执行的进程，Linux中定义了一个current_set指针数组，其中的每一成员指向某CPU上正在运行的进程，该数组定义格式如下：在／kemel／sched．c中，struct task_struct *current_set[NR_CPUS]；因为Linux支持多处理机(SMP)，所以系统中允许有多个CPU。
显然，在单机系统中，系统中只有一个CPU，NR_CPUS定义格式如下：在／include／linux／tasks.h中有：#ifdef_SMP_#defineNR_CPUS 32#else#defineNR_CPUS 1#endif#define current(O+current_set[smp_processor_id()]进程由程序、数据和进程控制块PCB(Process Control Block)组成。
进程控制块PCB是进程存在的唯一标识，系统通过PCB的存在而感知进程的存在。
当系统创建一个进程时，实际上是建立一个PCB。
当进程消失时，实际上是撤消了PCB。
在进程活动的整个生命周期内，系统通过PCB对进程进行管理和调度。
在Linux中，进程是操作系统调度单位，进程中的PCB 用一个名为task_struct的结构体来表示，定义在/include／linux／sehed.h中。
每个task_struct结构占1680字节，系统中的最大进程数由系统的物理内存大小决定。
每当创建一个新进程时，便在内存中申请一个空的task_struct结构，填入需要的信息。
同时，指向该结构的指针也被加入到task数组中，所有进程控制块都存储在task[]数组中。
Linux中的进程分普通进程和实时进程两种，实时进程具有一定的紧迫性，对外部事件要作出快速响应，实时进程的优先级高于普通进程。
7.1.2 Linux进程PCB的结构Linux中进程的PCB用task_struct结构体来表示，task_struct结构体比较复杂，共有80多个数据成员。
将其中主要数据成员按功能划分,同时对其中的重要数据成员作详细说明。
1.调度数据成员1)volatile long state表示进程的当前状态。
进程运行时，它会根据具体情况改变状态。
进程状态共有TASK_RUNNING (可运行状态)、TASK_INTERRUPTIBLE(可中断的等待状态)、TASK_UNIN、TERRUPTIBLE(不可中断的等待状态)、TASK_ZOMBIE(僵死状态)和TASK_STOPPED(暂停状态)等5种状态。
2)long priority进程优先级，priority的值给出了进程每次获取CPU后,可使用的时间片长度(单位jiffies)。
3)unsigned long rt_priorityrt_ priority的值给出了实时进程的优先级，rt_priority+1000给出进程每次获取CPU后，可使用的时间片长度(单位是jiffies)。
4)long counter在轮转法调度时counter表示当前进程还可运行多久。
在进程开始时被赋为priority的值，以后每隔一个时钟中断递减1，减到0时引起新一轮调度。
5)unsigned long policy表示该进程的进程调度策略。
调度策略有:· SCHED_OTHER 0，非实时进程，用基于优先权的轮转法。
· SCHED_ FIFO 1，实时进程，用先进先出算法。
· SCHED_RR 2，实时进程，用基于优先权的轮转法。
2. 进程队列指针1)struct task_struct *next_task，*prev_task在Linux中所有进程组成一个双向链表，next_task和prev_task是链表的前后向指针。
2)struct task_struct *p_opptr,*p_pptr, struct task_struct *p_cptr, p_ysptr，*p_osptr以上分别是指向该进程的原始父进程、父进程、子进程和新老兄弟进程的指针。
3)struct task_struct *pidhash_next, struct task_struct **pidhash_pprev用于链入进程hash表的前后指针。
系统进程除了链入双向链表外，还被加到hash表中。
3. 进程标识1)uid_t uid gid_t gid uid和gid分别是运行进程的用户标识和用户组标识。
2)pid_t pid pid_t pgrp pid和pgrp分别是运行进程的进程标识号和进程组标识号。
4. 时间数据成员1)long per_cpu_utime[NR_CPUS] per_cpu_stime[NR_CPUS]per_cpu_utime是用户态进程运行的时间，per_cpu_stime是内核态进程运行的时间。
2)unsigned long start_time 进程创建时间。
5. 文件系统数据成员1)struct fs_struct *fs,fs保存了进程本身与VFS(虚拟文件系统)的关系信息。
struct fs_struct{ Atomic_t count；rwlock_t lock；int umask；struct dentry *root，*pwd，*altroot；struct vfsmount *rootmnt，*pwdmnt，*altrootmnt；}root、rootmnt是根目录的dentry和其mount点的vfsmount。
pwd、pwdmnt是当前工作目录的dentry和其mount点的vfsmount。
altroot、altrootmnt是保存根节点被替换之后原来根目标的dentry和其mount点的vfsmount。
2)struct files_struct*files,files包含了进程当前所打开的文件。
3)int link_count文件链的数目6. 内存数据成员1)struct mm_struct*mm在Linux中，采用按需分页的策略解决进程的内存需求。
task_ struct的数据成员mm指向关于存储管理的mm_struct结构。
2)struct mm_struct*active_mmActive_ mm指向活动地址空间。
3)mm_segment_t addr_limit表示线程空间地址。
用户线程空间地址：0_0xBFFFFFFF。
内核线程空间地址：0_0xFFFFFFFF。
4)spinlock_t alloc_lock用于申请空间时用的自旋锁。
自旋锁的主要功能是临界区保护。
7. 页面管理1)int swappable：1进程占用的页面是否可换出。
swappable为1表示可换出。
2)unsigned long min_fit，maj_flt该进程累计minor缺页次数和major缺页次数。
3)unsigned long nswap该进程累计换出页面数。
4)unsigned long swap_cnt下一次循环最多可换出的页数。
8. 支持对称多处理机方式的数据成员1)int has_cpu，processorprocessor指向进程正在使用的CPU,has_cpu表示进程是否占有CPU。
2)struct thread_struct thread记录该进程的CPU状态信息。