第八次进程调度与线程概念

进程、线程与处理器的调度（1）进程的概念（Dijkstra）进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

（2）进程与程序的联系与区别①程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。

②程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。

程序是永久的，进程是暂时的。

注：程序可看作一个菜谱，而进程则是按照菜谱进行烹调的过程。

③进程和程序组成不同：进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成的。

④进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。

（3）进程的特征动态性：进程是程序的执行，同时进程有生命周期。

并发性：多个进程可同存于内存中，能在一段时间内同时执行。

独立性：资源分配和调度的基本单位。

制约性：并发进程间存在制约关系，造成程序执行速度不可预测性，必须对进程的并发执行次序、相对执行速度加以协调。

结构特征：进程由程序块、数据块、进程控制块三部分组成。

进程的三种基本状态：（1）运行态(running)当进程得到处理机，其执行程序正在处理机上运行时的状态称为运行状态。

在单CPU系统中，任何时刻最多只有一个进程处于运行状态。

在多CPU系统中，处于运行状态的进程数最多为处理机的数目。

（2）就绪状态(ready)当一个进程已经准备就绪，一旦得到CPU，就可立即运行，这时进程所处的状态称为就绪状态。

系统中有一个就绪进程队列，处于就绪状态进程按某种调度策略存在于该队列中。

(3)等待态（阻塞态）（Wait / Blocked ）若一个进程正等待着某一事件发生(如等待输入输出操作的完成)而暂时停止执行的状态称为等待状态。

处于等待状态的进程不具备运行的条件，即使给它CPU，也无法执行。

系统中有几个等待进程队列（按等待的事件组成相应的等待队列）。

多线程知识点总结归纳多线程知识点总结归纳如下：1. 线程和进程的区别- 进程是程序的一个执行实例，每个进程都有自己的独立内存空间、代码和数据，相互之间不会直接共享资源。

线程是在进程内部运行的一段代码，多个线程可以共享同一个进程的资源。

2. 多线程的优势- 提高程序的并发性和响应性，能够更有效地利用 CPU 资源。

- 使得程序能够更轻松地实现并发处理和多任务处理。

- 能够通过多线程实现一些复杂任务，如网络编程、图形界面等。

3. 多线程的基本概念- 线程调度：操作系统通过调度算法决定哪个线程应当运行，哪个线程应当阻塞或唤醒。

- 线程同步：多个线程访问共享数据时需要进行同步操作，以避免数据竞争和死锁等问题。

- 线程通信：多个线程之间需要进行通信，以进行资源共享或协作完成任务。

4. 多线程的创建和启动- 使用线程类：在 Java 中，可以通过继承 Thread 类或实现 Runnable 接口来创建线程。

- 线程生命周期：线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和死亡等状态。

5. 线程的安全性- 多线程程序需要考虑线程安全性，以避免数据竞争和死锁等问题。

- 常用的线程安全性方法包括加锁、使用线程安全的数据结构和对象等。

6. 线程的调度- 多线程程序的运行顺序由操作系统的调度算法决定，而且在不同的操作系统上可能有不同的调度策略。

- 线程的调度策略包括抢占式调度和协作式调度等。

7. 线程的优先级- 线程的优先级决定了它在被调度时的优先级，可以通过设置线程的优先级来影响它的调度顺序。

8. 线程的阻塞和唤醒- 线程在执行过程中可能会因为某些原因而阻塞，需要等待一定的条件满足后才能被唤醒继续执行。

- 一些常见的线程阻塞和唤醒操作包括等待、通知、等待超时等。

9. 线程同步的方法- 使用锁机制：在多线程程序中通常使用锁来保护共享资源，以避免数据竞争和执行顺序问题。

- 使用同步代码块：通过 synchronized 关键字或 ReentrantLock 类等来创建同步代码块，保护共享资源的访问。

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件，它管理着计算机系统的硬件和软件资源，并为用户和应用程序提供接口，以方便他们的使用。

2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能：- 进程管理：负责创建、执行和终止进程，并管理它们的资源分配。

- 存储管理：管理计算机系统的内存资源，包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。

- 文件系统管理：管理计算机系统中的文件和文件夹，包括文件的存储、读写和保护等。

- 设备管理：负责管理计算机系统中的各种设备，如打印机、键盘和鼠标等。

- 用户接口：提供用户与计算机系统进行交互的接口，如命令行界面和图形用户界面。

3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型：- 批处理操作系统：按照一系列预先定义的指令集来运行任务。

- 分时操作系统：多个用户可以同时使用计算机系统。

- 实时操作系统：对任务的响应时间要求非常高，用于控制系统和嵌入式系统。

- 网络操作系统：支持多台计算机之间的通信和资源共享。

- 分布式操作系统：在多台计算机上分布式地管理和调度任务。

第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例，而线程是进程内的一个执行单元。

进程拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。

多个线程可以在同一进程内并发执行，从而提高系统的效率和资源利用率。

2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态：- 创建状态：进程正在被创建。

- 就绪状态：进程准备好执行，等待分配CPU资源。

- 运行状态：进程占用CPU资源执行。

- 阻塞状态：进程等待某种事件发生。

- 终止状态：进程完成执行或被终止。

3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。

常见的调度算法有：- 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的顺序进行调度。

- 最短作业优先（SJF）调度算法：选择运行时间最短的进程进行调度。

操作系统的进程调度与并发在计算机科学领域，操作系统起到了管理和控制计算机硬件资源的关键作用。

其中，进程调度和并发是操作系统中两个重要的概念。

进程调度是指操作系统在多个进程之间分配CPU时间片，使得它们能够以合理的顺序执行，从而提高整个系统的吞吐量和响应时间。

而并发则指在同一时间可以执行多个独立的任务，进一步提高系统的效率。

一、进程调度进程调度是操作系统的核心功能之一，它决定了程序的执行顺序和优先级。

进程调度算法的设计影响着系统的性能和资源利用率。

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：按照进程到达的顺序进行调度，即先到先服务。

该算法的优点是简单易懂，但当有长作业阻塞短作业等待时，会导致平均等待时间较长。

2. 最短作业优先（SJF）调度算法：选择估计需要的CPU时间最短的作业来先执行。

该算法能够保证平均等待时间最小，但需要准确估计作业的执行时间。

3. 优先级调度算法：为每个进程赋予优先级，并按照优先级的高低进行调度。

该算法可以灵活调整各个进程的优先级，但会导致低优先级进程长时间等待。

4. 时间片轮转调度算法：设置固定的时间片，每个进程按照时间片的大小进行调度。

当一个进程的时间片用完后，会被放入就绪队列的尾部，等待下一轮调度。

该算法公平地分配CPU资源，但可能会导致上下文切换频繁。

二、并发并发是指系统同时处理多个任务的能力。

在操作系统中，实现并发的方式有多种。

1. 多道程序设计：允许多个进程同时驻留在内存中，并在进程之间切换。

通过利用中断机制和进程调度算法，操作系统能够在较短的时间内切换多个进程的执行。

2. 多线程：线程是一个独立的执行流，一个进程可以拥有多个线程。

多线程使得程序能够并行执行多个任务，提高了系统的响应速度和资源利用率。

3. 并行处理：通过利用多个处理器同时执行多个任务，实现真正的并行处理。

多核处理器的出现使得并行处理得到了更好的支持。

三、进程调度与并发的关系进程调度和并发是紧密相关的，两者相互影响、相互促进。

简述调度的概念调度是指在计算机系统中，根据一定的策略和算法，将各种任务和资源进行合理的分配和安排的过程。

调度器是计算机操作系统中的一个重要组成部分，负责管理和调度系统中的各种任务，包括进程调度、作业调度、IO调度等。

进程调度是指对于多道程序系统中的各个进程，根据一定的调度算法，为其分配系统资源，决定其执行顺序和运行时间等。

进程调度是操作系统中一个重要的功能，它的目标是提高系统的效率和性能，保证资源的公平分配，合理利用系统资源，提供良好的用户体验。

在进程调度中，常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高响应比优先（HRRN）、多级反馈队列（MFQ）等。

这些调度算法都有各自的特点和适用范围，通过灵活选用不同的调度算法，可以根据实际情况来满足不同的需求。

进程调度的主要任务包括进程创建、进程挂起（阻塞）、进程唤醒（就绪）、进程结束等。

当操作系统接收到一个新的进程时，需要为其分配系统资源，设置其优先级，并将其加入到就绪队列中，等待分配CPU资源进行执行。

如果一个进程需要等待某个事件的发生（如IO操作）时，会被阻塞并放入阻塞队列，直到事件发生后再被唤醒。

当一个进程执行完毕或被终止时，需要释放其所占用的资源，并从进程队列中移除。

作业调度是指对于多道程序系统中的各个作业，根据一定的调度算法，为其分配系统资源，决定其执行顺序和运行时间等。

作业调度是在进程调度之前进行的，其目标是提高系统的吞吐量和资源利用率，减少等待时间，提高用户满意度。

在作业调度中，常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）等。

同样地，通过灵活选用不同的调度算法，可以根据实际情况来满足不同的需求。

IO调度是指对于系统中的输入输出操作，根据一定的调度算法，决定其执行顺序和时间等。

在多任务环境下，各个进程或作业的IO请求可能会同时存在，而IO设备的资源是非常有限的，所以需要进行IO调度来合理分配和调度这些IO 操作。

操作系统中的进程调度原理一、概述进程调度在操作系统中是非常重要的一个概念。

它是指在系统中多个进程同时运行时，如何选择下一个要运行的进程，并对进程进行分配CPU时间片的过程。

进程调度在操作系统中扮演着重要的角色，它决定了系统整体的性能和响应时间。

在本文中，我们将详细讨论进程调度的原理、算法和实现，以及一些常见的调度策略。

二、进程调度的原理操作系统中的进程调度的本质是分配CPU资源。

CPU时间片是操作系统中进行任务调度的基本单位。

每个进程执行自己的任务时，都要先获得CPU时间片，进程使用的时间片用完之后，操作系统将紧接着将CPU资源分配给下一个进程运行。

在进程调度的过程中，操作系统需要维护一张任务调度表，该表中记录着每个进程的进程控制块（PCB），该表还需要维护一些其他的信息，如就绪进程队列、阻塞进程队列等。

每个进程具有自己的属性，如进程的优先级、占用CPU的时间等。

在进程调度的过程中，根据进程的优先级和占用CPU的时间来判断下一个将要运行的进程，并将CPU时间片分配给下一个进程。

三、进程调度的算法1.先来先服务（FCFS）先来先服务（FCFS）是最古老的进程调度算法。

这个算法的工作原理是，先到达的进程将拥有较高的优先级，并将首先获得CPU时间片运行。

虽然FCFS算法很容易实现，但它并不是最优的。

如果某个长时间运行的进程在队列前面，那么它将一直占用CPU资源，而其他进程会一直等待。

2.最短作业优先（SJF）最短作业优先（SJF）调度算法是根据每个任务占用的CPU时间来进行调度的。

该算法的工作流程如下：当进程到达时，根据其需要运行的时间将其放入队列中。

如果下一个就绪的任务的需要运行时间比当前运行的任务更短，那么该就绪任务将被优先执行。

但是，该算法也有一个问题，就是如果存在镰刀现象，即一些进程长时间等待，无法获得CPU时间片。

3.时间片轮转（RR）时间片轮转（RR）是一种分时系统调度算法。

正如其名字所暗示的那样，RR算法将相等的量分配给每个进程的时间片，每个进程在其时间片用完之前被调用，然后被挂起并在下一次被调用时恢复执行。

操作系统的调度名词解释作为计算机科学中的重要概念，操作系统的调度在计算机系统的运行中起到了至关重要的作用。

通过合理的调度算法，操作系统能够合理分配和管理计算机资源，提高系统的性能和效率。

本文将对操作系统调度中的一些重要名词进行解释，以帮助读者更好地理解和掌握这一领域。

1. 进程调度进程调度是操作系统中的一个重要概念，它指的是操作系统通过预设的调度算法，合理选择优先级最高的进程，并分配CPU时间片给该进程执行。

进程调度的目标是提高系统的性能和响应速度，以确保各个进程都能得到公平的执行机会。

常见的进程调度算法包括先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。

2. 线程调度线程调度是对操作系统中线程的分配和执行进行管理和调度的过程。

线程调度的目标是合理分配CPU时间片，使得多个线程能够并发执行，以提高程序的效率和响应速度。

常见的线程调度算法有优先级调度、时间片轮转、多级反馈队列等。

3. 中断调度中断调度是操作系统对中断事件的处理和分配过程。

在计算机运行中，发生中断事件时，操作系统需要及时响应并进行相应的处理操作。

中断调度的目标是尽快响应中断事件，将控制权转移到相应的中断处理程序，并在处理完之后返回原来的进程继续执行。

4. IO调度IO调度是操作系统在处理IO请求时的调度过程。

由于独立于CPU的IO设备存在速度差异，操作系统需要合理调度IO请求的顺序和时间，以提高系统的整体性能和效率。

常用的IO调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。

5. 内存调度内存调度是指操作系统对内存中进程的分配和管理过程。

在多道程序设计环境下，操作系统需要合理选择和分配内存资源，以提高系统的利用率和性能。

内存调度的目标是实现内存的最佳利用和动态分配。

常见的内存调度算法有分页调度、分段调度、段页式调度等。

6. 磁盘调度磁盘调度是指操作系统中对磁盘访问请求的调度过程。

由于磁盘访问需要相当的时间，操作系统需要选择合适的算法来优化磁盘访问顺序，以提高磁盘的读写效率和响应时间。

进程与线程的定义、关系及区别进程与线程的定义、关系及区别⼀、进程的定义进程：指在系统中能独⽴运⾏并作为资源分配的基本单位，它是由⼀组机器指令、数据和堆栈等组成的，是⼀个能独⽴运⾏的活动实体。

进程⼀般有三个状态：就绪状态、执⾏状态和等待状态【或称阻塞状态】；进程只能由⽗进程建⽴，系统中所有的进程形成⼀种进程树的层次体系；挂起命令可由进程⾃⼰和其他进程发出，但是解除挂起命令只能由其他进程发出。

进程控制块（PCB）：PCB不但可以记录进程的属性信息，以便对进程进⾏控制和管理，⽽且PCB标志着进程的存在，操作系统根据系统中是否有该进程的进程控制块PCB⽽知道该进程存在与否。

系统建⽴进程的同时就建⽴该进程的PCB，在撤销⼀个进程时，也就撤销其PCB，故进程的PCB对进程来说是它存在的具体的物理标志和体现。

⼀般PCB包括以下三类信息：进程标识信息；处理器状态信息；进程控制信息。

由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成了进程实体（⼜称进程印像），⼀般，我们把进程实体就简称为进程。

进程的特征：1.动态性：进程的实质是程序的⼀次执⾏过程，进程是动态产⽣，动态消亡的。

2.并发性：任何进程都可以同其他进程⼀起并发执⾏。

3.独⽴性：进程是⼀个能独⽴运⾏的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独⽴单位。

4.异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执⾏的间断性，即进程按各⾃独⽴的、不可预知的速度向前推进。

⼆、线程的定义线程：线程是进程中的⼀个实体，作为系统调度和分派的基本单位。

线程的性质：1.线程是进程内的⼀个相对独⽴的可执⾏的单元。

若把进程称为任务的话，那么线程则是应⽤中的⼀个⼦任务的执⾏。

2.由于线程是被调度的基本单元，⽽进程不是调度单元。

所以，每个进程在创建时，⾄少需要同时为该进程创建⼀个线程。

即进程中⾄少要有⼀个或⼀个以上的线程，否则该进程⽆法被调度执⾏。

3.进程是被分给并拥有资源的基本单元。

同⼀进程内的多个线程共享该进程的资源，但线程并不拥有资源，只是使⽤他们。