计算机操作系统考研辅导第二章教程分析.ppt

计算机操作系统 第二章 进程同步与互斥 2009年1个选择、1个综合应用题2010年3个选择题2011年2个选择，1个综合应用题 进程管理是考试的热门。这一章出题的灵活性比较大，这部分考查的是操作系统5大管理功能之一：处理机管理，包括进程管理和处理机调度两大块的内容，是考试的重点内容，同时也是难点，因此对这部分除了要掌握基本的概念和基本的原理外，还要求考生能运用这些基本原理去分析和解决问题，其中P、V原语操作、同步问题及死锁问题都有可能出综合应用题。　　 进程同步与互斥是进程管理的重点，也是操作系统学科的一个难点。这个考点的知识，一般都会出现在考试试题中。具体包括进程同步的基本概念、实现临界区互斥的基本方法(包括软件实现方法、硬件实现方法)、信号量(P、V操作)、管程、经典同步问题(包括生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家进餐问题等)。我们一定要掌握P、V操作的概念、流程，以及P、V操作在同步问题、互斥问题中的应用。 进程管理是操作系统的重要任务之一是使用户充分、有效地利用系统资源，这部分： 首先要求掌握进程的概念，其中进程和程序这两个概念的区别和联系一定要搞清楚； 第二要记住进程的三个基本状态以及它们之间相互转换条件，一定要记住不可能从就绪状态直接转换到等待状态； 第三需要理解进程控制和原语这两个概念，掌握进程的创建、撤销、阻塞、唤醒的条件，理解四种原语的执行过程； 第四理解什么是并发进程间的直接制约以及由直接制约所引发的进程同步，分清什么是私用信号和公用信息，重点要掌握如何用P、V原语操作实现同步问题，要会利用P、V原语操作来解决经典的同步问题； 第五是知道进程的通信方式及它们各自的特点； 第六要理解进程和线程的异同以及多线程模型； 最后一定要弄清楚什么是死锁产生的必要条件以及如何预防和避免死锁。 第二章 进程管理 2.1 进程的基本概念 2.2 进程控制 2.3 进程同步 2.4 经典进程的同步问题 2.5 进程通信 2.6 线程 基础知识总结 实战练习 综合应用题 操作系统在管理进程与线程的过程中需要完成以下工作：用户和系统进程的创建和删除；进程的调度；为进程的同步、通信、死锁处理提供机制。 多道程序设计的提出 其基本思想是在主存中同时存放多个用户的作业，使之同时处于运行状态而共享系统资源。之所以采用多道程序设计技术，是由于中断和通道技术的出现，CPU可以把直接控制输入/输出的工作转给通道 多道程序的目标、方法和主要问题 目标：是充分使用系统所有资源并尽可能地使它们并行工作，这种技术可把硬件的代价交叉分布在大量并行用户之间，而使计算机系统的代价极小化。 方法：是一个正在运行的程序不使用某设备时，让另一程序去使用该设备。为了发挥多道程序设计的有效性，应选择各种不同类型的作业同时执行，让资源处于忙碌状态。 多道程序设计实现的3个问题：存储保护、程序浮动、处理机和系统资源的管理和调度。 多道程序系统所必须解决的问题 （1）提出解决各种冲突的策略 （2）协调并发活动的关系 （3）保证数据的一致性 （4）实现数据的存取控制 2.1 进程的基本概念 2.1.1 程序的顺序执行及其特征：顺序性、封闭性、可再现性。 2.1.2 前趋图：描述进程之间执行的前后关系。 2.1.3 程序的并发执行及其特征：间断性(制约性)、失去封闭性、不可再现性。 2.1.4 进程的特征与状态 引入进程的目的：是使多个程序能并发执行，提高资源利用率和系统吞吐量。 进程的定义：进程包括程序代码（程序段或文本段）、堆栈段（临时数据，如函数参数、返回地址和局部变量）、数据段（包括全局变量）、堆（进行运行期间动态分配的内存） 内存中的进程如右图示： (1)特征： 结构特征：程序段、相关的数据段和PCB构成的进程实体。 动态性：最基本。 并发性： 独立性： 异步性：进程以各自独立的，不可预先的速度向前推进。可能会造成不正确的情况出现，原因与进程占用处理器的时间、执行的速度以及外界的影响有关，都与时间有关。称为与时间有关的错误。 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。 简述进程和程序的区别和联系 (1)每个进程实体中包含了程序段和数据段，还包含了一个数据结构PCB (2)进程是程序的一次执行过程，是动态的，是有生命周期的。程序是静态的，是可以长期保存的。 (3)多个进程实体可同时存放在内存中并发执行。 (4)进程是一个能够独立运行、独立分配资和独立接受调度的基本单位。 (5)进程和程序不是一一对应的。1对多或1对1,通过多次执行，一个程序可对应多个进程，通过调用关