操作系统(双语)复习资料

Chapter 4

Processes and Threads进程和线程

到目前为止进程的两个特点：

1、Resource ownership：资源所有权

2、Scheduling/execution：调度/执行

the unit of dispatching is usually referred to as a thread线程, or lightweight process.将分派的单位称为线程或轻量级进程。

线程同步：一个进程的所有线程共享一个地址空间(address space)和其他资源，因此需要同步各种线程的活动

User-Level and Kernel-Level Threads用户级和内核级线程

User-Level Threads：

·All of the word of thread management is done by the application and the kernel is not aware of the existence of threads.有关线程管理的所有工作都由应用程序完成，内核意识不到线程的存在

·使用用户级线程而不是内核级线程的优点：

1、Thread switching does not require kernel mode privileges线程切换不需要内核态特权

2、Scheduling can be application specific.调度可以是应用程序相关的

3、ULTs can run on any operating system.用户级线程可以在任何操作系统上运行

Kernel-Level Threads：

·all of the word of thread management is done by the kernel.所有线程管理的工作由内核完成

Threads : Processes线程与进程的关系

1:1传统的UNIX

M:1Windows NT，Solaries，Linux

1:M RS（Clouds）

A thread that can move among address spaces.线程可以在地址空间中移动

（thread migration）

M:N TRIX

Symmetric Multiprocessing对称多处理

SISD单指令单数据流：单处理器执行单个指令流

SIMD单指令多数据流：每条指令由不同的处理器在不同的数据集合上执行

MISD多指令单数据流：从未被实现过

MIMD多指令多数据流：一组处理器同时在不同的数据集上执行不同的指令序列

In a symmetric multiprocessor, the kernel can execute on any processor, and typically each processor does self-scheduling from the pool of available processes.内核可以在任何处理器上执行，并且通常是每个处理器从可用的进程或线程池中进行自己的调度工作

Microkernel微内核

·monolithic operation system单体结构的操作系统

·layered operation system分层的操作系统

·microkernel operation微内核结构

·The philosophy underlying the microkernel is that only absolutely essential core operating system functions should be in the kernel. Less essential services and applications are built on the microkernel and execute in user mode.只有最基本的操作系统功能才能放在内核中，非基本的服务和应用程序在为微内核之上构造，并在用户态下执行·微内核结构的优点：

uniform一致接口

extensibility可扩展性

flexibility灵活性

portability可移植性

reliability可靠型

distributed system support分布式系统支持

object-oriented operating system面向对象操作系统

·微内核的一个潜在缺点是性能问题

Microkernel Design微内核设计

Low-Level Memory Management低级存储管理：

three microkernel operations that can support external paging and virtual memory management.用于支持内核外部的页面调度和虚存管理的三个微内核操作：·Grant授权

·Map映射

·Flush刷新

Interprocess Communication进程通信：

通信的基本形式是消息（messages）

Chapter 5

Race Condition竞态条件

Race condition is a situation where two or more processes are reading or writing

same share data and the final result depends on the particular order in which the

access takes place.

Process Interaction进程间的相互作用

·Processes unaware of each other：competition

·Processes indirectly aware of each other：cooperation

·Process directly aware of each other：cooperation

进程间的制约关系

直接制约：进行协作——等待来自其他进程的信息,“同步”进程间的相互联系是有意

识的安排的

间接制约：进行竞争——独占分配到的部分或全部共享资源，“互斥”。进程间要通

过某种中介发生联系,是无意识安排的

Mutual Exclusion (进程互斥): synchronization mechanism toavoid race conditions by ensuring exclusive execution of critical sections.它是指进程之间互相排斥地使用临界资源，即你在使用时我不能使用，我在使用时你不能使用。

Synchronization (进程同步) :指系统中多个进程中发生的事件存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。具体说，一个进程运行到某一点时要求另一伙伴进程为它提供消息，在未获得消息之前，该进程处于等待状态，获得消息后被唤醒进入就绪态。因此，进程互斥也是一种同步，因为它也是进程之间的一种协调。

Critical Regions（临界区）

·When a process executes code that manipulates shared data (or resource), we say that the

process is in it’s critical section

·The section of code implementing this request is called the entry section

·The critical section (CS) might be followed by an exit section

·The remaining code is the remainder section

·The critical section problem is to design a protocol that the processes can use so that their

action will not depend on the order in which their execution is interleaved (possibly on

many processors)