操作系统期末复习

简述并发与并行的区别。并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

作业和进程有什么区别和联系？作业通常是指用户在一次计算过程中或者一次事物处理过程中要求计算机系统所作的工作的集合，包括用户程序、所需的数据及命令等。进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

作业和进程之间的区别和联系如下：1）作业是用户向计算机提交的任务实体，而进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位。2）一个作业可以由多个进程组成，且一个作业至少由一个进程组成。

3）作业的概念主要用在批处理系统中，而进程的概念则用在所有的多道程序系统中。

作业调度又称高级调度，其主要功能是按照某种原则从后备队列中选取作业，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。

试对分时操作系统和实时操作系统进行比较。我们将从多路性、独立件、及时性、交互性和可靠性五个方面对它们进行比较。（1）多路性。

实时信息处理系统与分时系统一样具有多路性，系统按分时原则为多个终端用户服务；而对实时控制系统而言，其多路性则主要表现在：经常对多路的现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。（2）独立性。

实时信息处理系统与分时系统一祥具有独立性。每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立地操作，互不干扰；而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制，也都是被此互不干扰。（3）及时性。

实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的。（4）交互性。实时信息处理系统虽也具有交互性，但这里人与系统的交互，仅限于访问系统中某些特定购专用服务程序。

它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。（5）可靠性。分时系统虽然也要求系统可靠，相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。

因为任何差错都可能带来巨大的经济损失、甚至无法预料的灾难性后果。因此，在实时系统中，往往都采取了多级容错措施．来保证系统的安全及数据的安全。

操作系统的目标：方便性，有效性，可扩充性，开放性。

操作系统的功能：存储其管理功能；处理其的管理功能；设备管理的功能；文件管理的功能；用户接口。

操作系统的特性：并发、共享、虚拟、异步。

操作系统为用户提供了相应的俩类接口，一类是应用与程序一级，称为：程序接口，另一类是用于用户作业控制一级，称为命令接口。

批处理将作业的状态分为：提交、后备、运行、完成。

分时操作系统的主要特征多路性独立性及时**互性。

中断处理过程：硬件设备产生中断；处理器结束当前指令的执行；处理器发送中断应答信号；处理器将pc和psw压入栈；根据中断设置加载新的pc；中断处理程序处理剩余状态信息；中断处理程序处理中断；恢复被中断程序的上下文环境；恢复旧的pc和psw值。

典型的中断处理：io中断；时钟中断；硬件故障中断；程序性中断；系统服务请求。

进程：是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

进程特征：动态性；并发性；独立性；异步性；结构特性。

进程状态的转换：就绪->运行；运行->阻塞；运行->就绪；阻塞->就绪（挂起时：活动就绪->静止就绪；活动阻塞->静止阻塞；静止就绪->活动就绪；静止阻塞->活动阻塞）

线程是进程的一个实体，是被系**立调度和分派的基本单位，线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进城的其他线程共享进程所拥有的全部资源。

进程控制块作用：操作系统是根据进程控制块来对并发执行的进程进行管理和控制的，pcb是进程存在的唯一标志。

进程控制块的信息：进程表示符信息（外部标识符，内部）；处理器状态信息（通用寄存器，指令计数器，程序状态字psw，用户栈指针）；进程调度信息（进程状态，进程优先级，进程调度所需的其他信息，事件）；进程控制信息（程序和数据的地址。进程同步和通信机制，资源清单，链接指针）

pcb的组织方式：链接索引。

产生死锁的原因：竞争资源（可剥夺和非剥夺性资源，竞争非剥夺性资源，竞争临时性资源）；进程推进顺序不当引起死锁（推进顺序合法与非法）产生死锁的条件：互斥条件；请求和保持条件；不剥夺条件；环路等待条件解决死锁：

预防避免检测解除预防死锁：摒弃请求和保持条件；摒弃不剥夺条件；摒弃环路等待条件避免死锁：安全与不安全状态；银行家算法。

设备管理的目标方便性并行性均衡性独立性功能是按照设备的类型和系统采用的分配策略，为要求io进程分配一条传输信息的完整通路，包括通道、控制器设备；合理的控制io的控制过程，最大程度的实现cpu与设备、设备与设备之间的并行工作。监视所有设备状态；制定设备分配策略；设备分配；设备**。

spooling系统的优缺点：优点：提高了io的速度；实现了虚拟设备的功能。

缺点：输入缓冲区的输出缓冲区占用了大量的内存空间；输出井和输入井占用了大量的磁盘空间；增加了系统的复杂性。