处理机管理
第2章 处理机管理(2)答案
第2章处理机管理(2)一、单项选择题1．操作系统中的三级调度是指。
A．处理机调度、资源调度和网络调度 B．CPU调度、设备调度和存储器调度C．作业调度、进程调度和资源调度 D．作业调度、进程调度和中级调度解：操作系统中的三级调度是指高级调度、中级调度和低级调度。
高级调度就是作业调度，低级调度就是进程调度，中级调度将进程的程序和数据在内、外存间进行交换。
本题答案为D。
2．当一进程运行时，系统可基于某种原则强行将其撤下，把处理机分配给其他进程，这种调度方式是。
A．非剥夺方式 B．剥夺方式 C．中断方式 D．查找方式解：剥夺方式也称抢占式优先权调度方式，系统是把CPU分配给优先权最高的进程，主之执行，但在其执行期间，只要又出现了另一个优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程的执行，重新将CPU分配给新到的优先权最高的进程。
本题答案为B。
3．从进程提交给系统开始到进程完成为止的时间间隔称为。
A．进程周转时间 B．进程运行时间C．进程响应时间 D．进程等待时间解：进程周转时间等于进程等待时间加上进程运行时间。
本题答案为A。
4．以下算法与作业的运行时间有关。
A．优先级调度 B．时间片轮转C．短作业优先 D．先来先服务解：短作业优先与作业的运行时间有关，运行时间越少越优先运行。
本题答案为C。
5．现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别为T1、T2和T3，且T1<T2<T3。
系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是。
A．TI+T2+T3 B．(Tl+T2+T3)/3C．(3T1+2T2+T3)/3 D．(Tl+2T2+3T3)/3解：系统采用短作业优先算法调度时，执行顺序为J1、J2和J3。
J1等待时间为0，执行时间为T1，J2等待时间为T1，执行时间为T2，J3等待时间为TI+T2，执行时间为T3，则平均周转时间=(T1+T1+T2+T1+T2+T3)/3=(3Tl+2T2+T3)/3。
五章处理机管理CPUScheduling
调度期Dispatch Latency
事件
响应事件
中断 处理
调度周期
调度
时实进 程执行
对实时系统的要求
提供必要的调度信息
进程的就绪时间 进程开始执行截止时间和完成执行截止时间 进程处理所需时间 进程的资源要求 进程优先级
调度方式 具有快速响应外部中断的能力
实时调度算法
Real-Time Scheduling
2.多处理机操作系统的分类
本节所介绍的多处理机操作系统是指那些用来并行执 行用户的几个程序，以提高系统的吞吐率；或 并行操作 以提高系统可靠性的多处理操作系统。这种系统由共享公 共内存和外设的n(n>1)个 CPU组成。
从概念上说，在多处理机系统中的各进程的行为与在 单机系统下的行为相同。因此，对多处理机操作系统的要 求与对多道程序的批处理系统没有太多的区别。但是，多 处理环境下，进程可在各处理机间进行透明迁移，从而， 由进程上下文切换等带来的系统开销将使得多处理机操作 系统的复杂度大大增加。另外，由于多处理机系统并行地 执行用户的几个程序（进程），这又带来了多处理机条件 下的并发执行问题。
Performance
q large FIFO q small q must be large with respect to context switch,
otherwise overhead is too high.
Example of RR with Time Slice= 1 时间片为1时的例子
If there are n processes in the ready queue and the time slice is q, then each process gets 1/n of the CPU time in chunks of at most q time units at once. No process waits more than (n-1)q time units.
处理机管理文件管理作业管理
处理机管理文件管理作业管理计算机是现代社会中不可或缺的工具，而计算机中最重要的组成部分就是处理器。
处理器是计算机中的核心，负责执行各种指令，实现各种计算、操作和运行。
处理器的管理对于计算机的性能和效果至关重要。
同时，文件管理和作业管理也是计算机系统中不可或缺的部分，它们负责对计算机中的文件和作业进行管理和维护，确保计算机的正常运行。
处理机管理处理机管理是计算机系统中最重要的一部分，它负责对处理器进行管理和调度。
处理器的管理包括对处理器的分配、调度和协调，以及对处理器的性能和效率进行优化和提升。
处理器的调度对于计算机系统的性能和效果影响很大，因此处理器的管理是计算机系统中必不可少的部分。
文件管理文件管理是计算机系统中的重要组成部分，它负责对计算机中的文件进行管理和维护。
文件管理包括对文件的创建、存储、访问和删除等操作，同时还包括对文件进行备份和恢复等操作。
文件管理对于计算机系统中的数据安全和数据完整性至关重要，因此它是计算机系统中必不可少的部分。
作业管理作业管理是计算机系统中的重要组成部分，它负责对计算机中的作业进行管理和维护。
作业管理包括对作业的提交、调度、执行和控制等操作，同时还包括对作业进行监控和调整等操作。
作业管理对于计算机系统中的任务执行和任务效率至关重要，因此它是计算机系统中必不可少的部分。
处理机管理、文件管理和作业管理是计算机系统中三个重要的组成部分，它们共同构成了计算机系统的基础。
处理机管理负责对处理器进行管理和调度，文件管理负责对计算机中的文件进行管理和维护，作业管理负责对计算机中的作业进行管理和维护。
这三个部分共同构成了计算机系统的框架，确保计算机系统的正常运行和高效运行。
在处理机管理、文件管理和作业管理中，需要注意各种问题。
例如，在处理机管理中，需要注意处理器的分配和调度，以及处理器的利用率和效率等问题；在文件管理中，需要注意文件的存储和访问权限，以及文件的备份和恢复等问题；在作业管理中，需要注意作业的提交和调度，以及作业的执行和效率等问题。
处理机管理有哪些主要功能
1、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。
进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。
通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
处理机调度：（1）作业调度。
从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）。
（2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行。
2、前趋图是一个有向无循环图，记为DAG，用于描述进程之间执行的前后关系。
3、试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？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。
作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。
OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理4、试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源2）执行状态→就绪状态：时间片用完3）执行状态→阻塞状态：I/O请求4）阻塞状态→就绪状态：I/O完5、为什么要在OS 中引入线程？在操作系统中引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性，提高CPU的利用率。
进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位。
6、试说明线程具有哪些属性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7、试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较1）调度性。
线程在OS 中作为调度和分派的基本单位，进程只作为资源拥有的基本单位。
2）并发性。
进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。
3）拥有资源。
进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不可少的资源，本身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。
操作系统五大管理功能
操作系统五大管理功能操作系统的五大管理功能是基本功能，也是重要功能。
下面由店铺为大家整理了操作系统的五大管理功能的相关知识，希望对大家有帮助!操作系统五大管理功能系统是管理和控制计算机系统中的所有硬件、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
计算机系统的主要硬件资源有处理器、存储器、外部设备，软件资源以文件形式存在外存储器上。
因此从资源管理和用户接口的观点上看，操作系统具有处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和提供用户接口的功能。
操作系统五大管理功能之1.处理机管理计算机系统中处理机是最宝贵的系统资源，处理机管理的目的是要合理地按的时间，以保证多个作业能顺利完成并且尽量提高CPU的效率，使用户等待的时间最少。
操作系统对处理机管理策略不同，提供作业处理方式也就不同，例如，批处理方式、分时处理方式和实时处理方式。
操作系统五大管理功能之2.存储管理存储管理的主要工作是对内存储器进行合理分配、有效保护和扩充。
操作系统五大管理功能之3.设备管理当用户程序要使用外部设备时，设备管理控制(或调用)驱动程序使外部设备工作，并随时对该设备进行监控，处理外部设备的中断请求等。
操作系统五大管理功能之4.文件系统管理以上三种管理都是针对计算机的硬件资源的管理。
文件系统管理则是对软件资源的管理。
为了管理庞大的系统软件资源及用户提供的程序和数据，操作系统将它们组织成文件的形式，操作系统对软件的管理实际上是对文件系统的管理。
操作系统五大管理功能之5.用户接口计算机用户与计算机的交流是通过操作系统的用户接口(或称用户界面)完成的。
操作系统为用户提供的接口有两种，一是操作界面;二是操作系统的功能服务界面。
操作系统五大管理功能将本文的Word文档下载到电脑，方便收藏和打印推荐度：点击下载文档文档为doc格式。
第2章 处理机管理(1)答案
第2章处理机管理(1)一、单项选择题1．以下对进程的描述中，错误的是。
A．进程是动态的概念 B．进程执行需要处理机C．进程是有生命期的 D．进程是指令的集合解：进程是程序的T次执行过程，是动态的，它有生命周期。
本题答案为D。
2．以下关于进程的描述中，正确的是。
A．进程获得CPU运行是通过调度得到的B．优先级是进程调度的重要依据，一旦确定就不能改变C．在单CPU的系统中，任意时刻都有一个进程处于运行状态D．进程申请CPU得不到满足时，其状态变为阻塞解：调度程序的功能是为进程分配处理机；动态优先级是可以改变的；有时计算机系统中没有任何进程运行，CPU处于空闲状态，计算机进行空转；进程已获得除CPU以外的资源时处于就绪状态。
本题答案为A。
3．一个进程是。
A．由处理机执行的一个程序 B．一个独立的程序+数据集C．PCB结构、程序和数据的组合 D．一个独立的程序解：进程由PCB、程序和数据组成的。
本题答案为C。
4．并发进程指的是。
A．可并行执行的进程 B．可同一时刻执行的进程C．可同时执行的进程 D．不可中断的进程解：同时是指宏观上的，含有时间上的重叠，而并行则不含时间上的重叠，表示同一时刻同时执行。
本题答案为C。
5．在多道程序环境下，操作系统分配资源以为基本单位。
A．程序 B．指令 C．进程 D．作业解：进程是资源分配的基本单位。
本题答案为C。
6．操作系统通过对进程进行管理。
A．JCB B．PCB C．DCT D．CHCT解：操作系统通过进程控制块，即PCB对进程进行管理。
本题答案为B。
7．分配到必要的资源并获得处理机时间的进程状态是。
A．就绪状态 B．运行状态 C．阻塞状态 D．撤销状态解：对于分配到必要的资源并获得处理机时间的进程，CPU调度立刻将其状态转变为运行状态。
本题答案为B。
8．当一个进程处于这样的状态时，，称为阻塞状态。
A．它正等着输入一批数据 B．它正等着进程调度C．它正等着分给它一个时间片 D．它正等着进入内存解：阻塞状态是指进程在等待I/O或数据的到来，等待CPU的进程处于就绪状态。
处理机管理
➢处理器状态
• 中央处理器怎么知道当前是操作系统还 是一般用户程序在运行呢?
• 处理器状态标志和设置处理器成不同状 态: 管理状态（特权状态、系统模式、 特态或管态）和用户状态（目标状态、 用户模式、常态或目态)
➢程序状态字寄存器
• 通常操作系统都引入程序状态字PSW（Program Status Word）来区别不同的处理器工作状态
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 时间为tk，则称wi=ti /tk为该作业的带 权周转时间。
• ti是等待时间与运行时间之和，故带权 周转时间总大于1。
平均作业带权周转时间W = (Σwi) / n
2.4 批处理作业的管理与调度
低级调度基本功能: (1)记住进程的状态。 (2)决定某个进程什么时候获得处理器， 以及占用多长时间。 (3)把处理器分配给进程。 (4)收回处理器。 低级调度基本方式：非抢占式、抢占式、 折衷方式
➢ 低级调度算法
1﹑先来先服务算法 2﹑时间片轮转调度算法
可防止那些很少使用外围设备的进程过长的占用处理器 而使得要使用外围设备的那些进程没有机会去启动外围设备。
先进入系统的作业优先被挑选。 算法容易实现，效率不高，只顾及作业等候
时间，没考虑作业要求服务时间的长短。不利于 短作业而优待了长作业 。
2 ﹑最短作业优先算法（SJF）
SJF算法以进入系统的作业所要求的CPU时间为标准， 总选取估计计算时间最短的作业投入运行。
算法易于实现，效率不高，主要弱点是忽视了作业 等待时间，会出现饥饿现象。SJF的平均作业周转 时间比FCFS要小，故它的调度性能比FCFS好。
处理机管理-无答案
处理机管理一、填空题1．进程的静态描述由三部分组成：程序、相关的数据和PCB 。
2．进程存在的标志是PCB 。
3．进程的并发执行是现代操作系统的基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了并发性这一概念。
4．给出用于进程控制的四种常见的原语阻塞原语、创建原语、唤醒原语和撤销原语。
5．进程被创建后，最初处于就绪状态，然后经处理机选中后进入运行状态。
6．进程调度的方式通常有可剥夺调度和非剥夺调度方式两种。
7．轮转法主要是用于分时系统的调度算法，它具有较好的时间，且对每个进程来说都具有较好的公平性。
8．一个进程的生命期可以划分为一组状态，一个进程可能具有 3 基本状态。
这几种状态是就绪状态、运行状态、阻塞状态。
二、单项选择题1．在下列叙述中，错误的一条是C 。
（A）操作系统是用户与计算机之间的接口（B）程序的并发执行，使程序失去了顺序执行时具有的封闭性和可再现性，程序与程序的执行不再一一对应（C）进程从一个状态到另一个状态的转换，都是靠使用不同的原语来实现的（D）在单CPU的系统中，任何时刻处于就绪状态的进程有多个，而且只有处于就绪状态的进程经调度程序选中后才可进入运行状态2．根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型：（l）允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为C ，它通常采用策略为用户服务。
（2）允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS，称为 F ，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的H 。
（3）在L 的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。
设计这种系统时，首先考虑系统的G 。
（A）网络OS （B）分步式OS（C）分时OS （D）时间片轮转（E）单用户OS （F）批处理OS（G）可靠性和灵活性（H）吞吐率（I）优先权分配（J）实时性和可靠性（K）短作业优先（L）实时OS（M）用磁带的和不用磁带的作业搭配3．进程调度是从A 选择一个进程投入运行。
操作系统的主要功能有处理机管理
操作系统的主要功能——处理机管理引言操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理计算机硬件资源和提供用户与计算机系统交互的接口。
操作系统的主要功能之一是处理机管理。
处理机管理涉及到对计算机的CPU（中央处理器）的合理分配和调度，以提高计算机系统的整体性能和效率。
本文将详细介绍处理机管理的主要功能以及相关的概念和算法。
处理机管理的基本概念进程一个进程可以看做是正在执行的程序的实例。
它包括程序的指令、数据和相关的执行状态信息。
操作系统通过进程的创建、撤销、控制和同步，来管理计算机中的多个任务。
线程线程是进程中的一个执行单元，是进程中的实际工作者。
一个进程可以包含多个线程，线程共享进程的资源和上下文信息。
操作系统通过线程的创建、调度和同步，来提高计算机系统的并发度和响应能力。
进程调度进程调度是指按照某种算法从就绪队列中选择一个进程，使之占用处理机运行。
常用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、优先级调度等。
线程调度线程调度是指操作系统决定何时将处理机切换到另一个线程上运行的过程。
线程调度算法旨在确保公平性、提高响应时间、最大程度地利用处理机资源等。
上下文切换当操作系统将处理机从一个进程或线程切换到另一个进程或线程时，需要保存当前进程或线程的上下文（包括程序计数器、寄存器等）以及加载下一个进程或线程的上下文。
这个过程就是上下文切换。
处理机管理的主要功能进程与线程管理操作系统负责进程和线程的创建、撤销和控制。
它为每一个进程和线程分配所需的资源，并提供进程和线程间的通信机制（如共享内存、消息传递等）。
操作系统还负责确保进程和线程的运行顺序和优先级，以充分利用系统资源。
进程和线程调度操作系统通过进程和线程调度算法来决定处理机分配给哪个进程或线程运行。
这些调度算法旨在提高系统的性能和响应能力，保证不同进程和线程之间的公平性。
上下文切换管理上下文切换是切换进程或线程执行所需的关键操作。
鸿蒙中处理机管理功能的实现技术
鸿蒙中处理机管理功能的实现技术鸿蒙中处理机管理功能的实现技术随着物联网的快速发展，越来越多的设备需要连接到互联网上，这就需要一种高效的操作系统来管理这些设备。
鸿蒙操作系统就是为此而生的，它是一种全新的操作系统，可以在不同的设备上运行，包括手机、电视、智能家居等。
鸿蒙操作系统的一个重要特点就是处理机管理功能的实现技术。
处理机管理功能是指操作系统对处理器的管理和调度，它是操作系统的核心功能之一。
鸿蒙操作系统采用了一种全新的处理机管理技术，可以更好地管理和调度处理器，提高系统的性能和稳定性。
鸿蒙操作系统的处理机管理功能主要包括以下几个方面：1. 多核处理器的管理和调度现在的处理器大多都是多核的，这就需要操作系统能够有效地管理和调度多个核心。
鸿蒙操作系统采用了一种全新的多核处理器管理技术，可以更好地利用多核处理器的性能，提高系统的运行效率。
2. 处理器的负载均衡在系统运行过程中，不同的任务会对处理器产生不同的负载，这就需要操作系统能够实现负载均衡，将任务合理地分配到不同的处理器上。
鸿蒙操作系统采用了一种全新的负载均衡技术，可以更好地平衡不同处理器的负载，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 处理器的功耗管理现在的处理器功耗越来越高，这就需要操作系统能够有效地管理处理器的功耗，降低系统的能耗。
鸿蒙操作系统采用了一种全新的功耗管理技术，可以更好地控制处理器的功耗，降低系统的能耗，提高系统的运行时间。
总之，鸿蒙操作系统的处理机管理功能是其核心功能之一，采用了一种全新的处理机管理技术，可以更好地管理和调度处理器，提高系统的性能和稳定性。
随着物联网的快速发展，鸿蒙操作系统将会在越来越多的设备上得到应用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
操作系统的主要功能包括处理机管理存储管理
操作系统的主要功能包括处理机管理和存储管理1. 引言操作系统是计算机系统中必不可少的核心软件之一，它主要负责管理计算机硬件资源以及为应用程序提供一个良好的运行环境。
操作系统具有多项重要功能，其中最重要的包括处理机管理和存储管理。
本文将详细介绍这两个功能，并探讨它们在操作系统中的作用。
2. 处理机管理处理机管理是操作系统的一项重要功能，它负责对计算机的CPU资源进行有效地调度和管理，以确保系统运行的高效性和公平性。
2.1 进程调度进程调度是处理机管理的核心内容之一。
当多个应用程序同时运行时，操作系统要合理地分配CPU的执行时间，以确保每个应用程序都能得到公平的处理器时间片。
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）等。
2.2 进程同步与互斥在操作系统中，可能会出现多个进程同时访问共享资源的情况，为了避免出现竞争条件和死锁等问题，操作系统需要提供进程同步与互斥的机制。
常用的同步和互斥方法包括信号量、互斥锁等。
2.3 进程通信操作系统还负责为不同的进程提供通信机制，以便它们能够进行有效的信息交换和共享。
常见的进程通信方式包括管道、消息队列、共享内存等。
3. 存储管理存储管理是操作系统的另一个重要功能，它负责对计算机的内存资源进行有效地分配和管理，以确保应用程序能够正常运行并充分利用内存空间。
3.1 内存分配操作系统需要分配和回收内存空间，以满足不同应用程序的需要。
常见的内存分配方式包括连续分配、非连续分配等。
3.2 内存保护与地址转换操作系统需要确保不同应用程序之间的内存空间是隔离的，以防止一个应用程序对其他应用程序的内存造成破坏。
此外，操作系统还负责将逻辑地址转换为物理地址，以实现有效的内存访问。
3.3 虚拟存储虚拟存储是现代操作系统的重要特性之一，它允许应用程序访问比实际物理内存更大的地址空间。
操作系统通过使用虚拟内存技术，将不常用的内存页面从内存中换出到磁盘上，以释放内存空间给其他应用程序使用。
第二章处理机管理习题与答案
第二章一.选择题(50题)⒈并发执行的程序具有___D__特征。
A.顺序性B.封闭性C.可再现性D.间断性2.在操作系统中，要想读取文件中的数据，通过__A__来实现。
A.系统调用B.原语C.文件共享D.中断3.在进程状态转换图中，_C__是不可能的。
A.运行状态→就绪状态B.运行状态→阻塞状态C.阻塞状态→运行状态D.阻塞状态→就绪状态4.操作系统对进程进行管理与控制的基本数据结构是_B__。
A.JCBB.PCBC.PMTD.DCT5.一个进程当前处于阻塞状态，则_B__。
A.它可以被调度而获得处理机B.当I/O完成后，它将变成就绪状态C.它永远不会被执行D.它可能变成就绪状态，也可能直接获得处理机6.进程和程序的本质区别是__A__。
A.动态和静态B.分时使用或独占计算机资源C.顺序和非顺序的执行器指令D.存储在内存和外存7.进程和线程的区别是__C___。
A.大小不同B.独立调度的单位C.是否拥有资源D.对应的分别是程序和过程8.建立进程就是_B__。
A.建立进程的目标程序B.为其建立进程控制块C.将进程挂起D.对应的分别是程序和过程9.对进程的管理和控制使用__B__。
A.指令B.原语C.信号量D.信箱通信10.下面对进程的描述，错误的是_D__。
A.进程是一个动态的概念B.进程的执行需要处理机C.进程是有生命期的D.进程是指令的集合11.多道程序环境中，操作系统分配资源是以__C___为单位。
A.程序B.指令C.进程D.作业12.并发程序失去了封闭性是指___D__。
A.多个相对独立的进程以各自的速度向前推进B.并发进程执行时，在不同时刻发生的错误C.并发进程执行结果与速度无关D.并发进程共享变量，其执行结果与速度有关13.下面关于进程的描述，__A__不正确。
A.进程是多道程序环境中的一个程序B.进程由程序、数据、栈和CPU组成C.线程是一种特殊的进程D.进程是程序在一个数据集合上的执行过程，它是系统进行资源分配的单位14.当一个进程处于_D__状态时，不属于阻塞状态。
操作系统的基本功能
操作系统的基本功能
操作系统的基本功能：
处理机管理、存储器管理、设备管理和⽂件管理等。
1、处理机管理功能：
传统的多道程序系统中，处理机的分配和运⾏都是以进程为基本单位的。
1）进程控制：在设置有线程的OS中，进程控制还应包括为⼀个进程创建若⼲个线程，以提⾼系统的并发性。
2）进程同步：其主要任务是为多个进程（含线程）的运⾏进⾏协调。
协调⽅式：进程互斥⽅式和进程同步⽅式。
3）进程通信：进程通信的任务是实现相互合作进程之间的信息交换。
4）调度：包括作业调度和进程调度。
2、存储器管理功能：
主要任务是：为多道程序的运⾏提供良好的环境，提⾼存储器的利⽤率，⽅便⽤户使⽤，并能从逻辑上扩充内存。
具有内存分配和回收、内存保护、地址映射和内存扩充等功能。
3、设备管理功能：
具有缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等功能。
4、⽂件管理功能：
对⽤户⽂件和系统⽂件进⾏管理以⽅便⽤户使⽤，并保证⽂件的安全性。
应当具有对⽂件存储空间的管理、⽬录管理、⽂件的读/写管理以及⽂件的共享与保护等功能。
补充知识：
“机制与策略分离”原理：
机制：指实现某⼀功能的具体执⾏机构；
策略：在机制的基础上借助于某些参数和算法来实现该功能的与优化，或达到不同的功能⽬标。
操作系统原理课件-第九讲处理机管理
New
Ready Activate Suspend
Suspend
Ready
Timeout Running Release
Event Occurs Event Occurs
Blocked Suspend
可见，采用短作业优先调度算法可获得最小平均作业周转时间
练习
假定有四道作业，它们的进入时间和运行时间在下表中给出：
作业号
1 2 3 4
进入时间（时）
10:00 10:10 10:20 10:30
运行时间（分钟）
40 60 30 20
在单道程序环境下，分别采用FCFS和SJF算法，试说明他们的 调度顺序及平均周转时间
从OS类型：批处理、分时、实时、多处理机调度 从调度层次：高级调度、低级调度、中级调度
（1）高级调度 作业调度 long-term scheduling
• Determines which programs are admitted to the system for processing • Controls the degree of multiprogramming • More processes, smaller percentage of time each process is executed
3) 优先权调度算法(Priority Scheduling)
High Priority First——HPF
为照顾紧迫型作业的执行而引入，分为非 抢先式和抢先式。
静态优先权 动态优先权
静态优先权
优先权在创建进程时就确定，直到进程终止前都不改变,通 常是一个整数。
处理机管理的主要功能
设备管理
主要任务：完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O 设备，提高CPU和I/O设备的利用率。 缓冲管理：管理好各类型的缓冲区，以缓和CPU和I/O 设备速度不匹配的矛盾 设备分配：根据用户的I/O请求，为之分配其所需的设 备。 设备处理：基本任务是实现CPU和设备之间的通信。 虚拟设备：把每次只允许一个进程使用的物理设备变 换为多个对应的逻辑设备，提高了设备的利用率，使 每个用户感觉自己在独占该设备。
1.2操作系统的形成和发展
计算机发展分为四个阶段： 1946～50年代末：第一代，电子管时代 50年代末～60年代中：第二代，晶体管时代 60年代中～70年代中：第三代：集成电路时代 70年代中期～至今：第四代：大规模、超大规模集成 电路时代
手工操作阶段（第一代电子计算机）
计算速度慢（几千次每秒），没有操作系统甚至没有任何软件 用户独占计算机，完全手工操作 2002年8月30日，我国联想集团退出“深腾”超级计算机，运算速度可达1.027 万亿次，达到目前 名超级计算机排行榜中的第 24位 取走纸带 纸带（卡片） 输入机 500 计算机 打印输出结果 就在前一周，日本研制成功演算速度每秒85.1万亿次杜超级计算机，称为目前 1个程序 计算机（一千次 /秒） 30分钟完成 手工卸下3分钟 世界上最快的计算机。 计算机（一万次/秒） 3分钟完成 手工卸下3分钟 于是出现了“早期的批处理”系统 早起批处理系统（第二代计算机） 把若干个作业合成一批，调入计算机执行，完成后再调入下一 批作业 早期的批处理： 联机批处理 脱机批处理
文件管理
主要任务：是对用户文件和系统文件进行管理，方便用户的 使用。 文件存储空间的管理：为每个文件分配必要的外存空间，提 高外存的利用率。（一般以盘块为基本分配单位，通常512字 节～4K字节） 目录管理：系统为每个文件建立一个目录项，目录项包含文 件名、文件属性、文件在磁盘上的物理位置。用户只需要提 供文件名，对文件进行存取。 文件的读、写管理：进行读写文件时，系统根据用户给出的 文件名去减缩文件目录，从中获得文件在外存中的位置，然 后利用文件读写指针，对文件进行读写，一旦读写完成便修 改读写指针，为下一次读写做准备。 文件的存取控制：
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操作系统原理
Principle of Operating System
2.2 进程及其实现
➢ 进程的定义和属性 ➢ 进程的状态和转换 ➢ 进程的描述 ➢ 进程的控制
兰州理工大学计算机与通信学院
操作系统原理
Principle of Operating System
➢ 进程的定义和属性
进程是一个可并发执行的具有独立功能的程
兰州理工大学计算机与通信学院
操作系统原理
Principle of Operating System
➢ 寄存器
计算机系统的处理器包括一组寄存
器，其个数根据机型的不同而不同，
它们构成了一级存储，比主存容量
小 ，但访问速度快。
这组寄存器所存储的信息与程序的
执行有很大关系，构成了处理器现场。
兰州理工大学计算机与通信学院
操作系统原理
Principle of Operating System
第二章 处理器管理
2.1 中央处理器 2.2 进程及其实现 2.3 处理器调度 2.4 批处理作业的管理与调度 2.5 低级调度
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2.1 中央处理器
（4）独立性
（5）制约性
（6）并发性
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➢ 进程的状态和转换
三 态 模选 型中
就绪态
运行态
出现等待事件 落 选
等待事件结束
等待态
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新建 态
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选中
出现等
型
落选
待事件
就绪态
终止 态
等待事件结束
等待态
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➢ 进程的描述
• 操作系统核心控制结构是进程结构,资源管理 的数据结构将围绕进程结构展开。
• 操作系统的控制表分为四类：
进程控制表、存储控制表、I/O控制表和文件 控制表。
序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操 作系统进行资源分配和保护的基本单位 。
进程是一个既能用来共享资源，又能描述程 序并发执行过程的一个基本单位。
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进程的属性：
（1） 结构性
（2）共享性
（3）动态性
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PSW寄存器包括以下内容：
• 程序基本状态：程序计数器、条件码、处
理器状态位。
• 中断码。保存程序执行时当前发生的中 断事件。
• 中断屏蔽位。指明程序执行中发生中断 事件时，是否响应出现的中断事件。
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进程控制块
进程控制块P C B ，是操作系统用于记录
和刻划进程状态及有关信息的数据结构。也是
操作系统掌握进程的唯一资料结构，它包括了
进程执行时的情况，以及进程让出处理器后所
处的状态、断点等信息。
➢ 单处理器系统和多处理器系统 ➢ 寄存器 ➢ 特权指令与非特权指令 ➢ 处理器状态 ➢ 程序状态字寄存器
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➢ 单处理器和多处理器系统
单处理器系统：一个计算机系统 只包括一个运算处理器。
多处理器系统：一个计算机系统 有多个运算处理器。
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寄存器类型
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通用寄存器 数据寄存器 基地址寄存器 I/O地址寄存器 I/O缓冲寄存器 控制寄存器
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Байду номын сангаас
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➢ 特权指令与非特权指令
机器指令的集合称指令系统
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➢处理器状态
• 中央处理器怎么知道当前是操作系统还 是一般用户程序在运行呢?
• 处理器状态标志和设置处理器成不同状 态: 管理状态（特权状态、系统模式、 特态或管态）和用户状态（目标状态、
用户模式、常态或目态)
(1)数据处理类指令；
(2)转移类指令；
(3)数据传送类指令；
(4)移位与字符串指令；
(5)I/O类指令。
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从资源管理和控制程序执行的角度出 发，把指令系统中的指令分作两部分： 特权指令和非特权指令。
特权指令是指只能提供给操作系统的核 心程序使用的指令，如启动I/O设备、设 置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、建立 存储键，加载PSW等。
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进程上下文组成
（1）用户级上下文：由用户程序块、用户数据 块和用户堆栈组成的进程地址空间。 （2）系统级上下文：包括进程的标识信息、现 场信息和控制信息，进程环境块及系统堆栈等 组成的进程地址空间。 （3）寄存器上下文：由PSW寄存器和各类控制 寄存器、地址寄存器、通用寄存器组成。
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➢程序状态字寄存器
• 通常操作系统都引入程序状态字PSW（Program Status Word）来区别不同的处理器工作状态
• PSW用来控制指令执行顺序并保留和指示与程序 有关的系统状态，主要作用是实现程序状态的保 护和恢复。每个程序都有一个与其执行相关的 PSW，每个处理器都设置一个PSW寄存器。
运行 态
终止 态
选
出现等待
五
中
落
态
选
模
型
就绪
事件 等待
态
态
等待事件
结束
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具有挂起功能的进程状态及其转换
挂起就 绪态
等待事件结束
挂起等 待态
提交
挂起
新建态 提交
解除 挂起 挂起
运行态
解除
七
态 挂起 挂起
模