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“操作系统概论”习题解答之并发进程第7章习题解答1.什么叫并发进程？答：在多道程序设计系统中，作为单个作业可以同时执行，而每一个作业又需要有多个进程的协作来完成。
因此，系统会同时存在着许多进程，在单处理器的情况下，这些进程轮流的占用处理器，即一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就开始工作，我们说这些可同时执行的进程具有并发性，并且把可同时执行的进程称为“并发进程”。
2.临界区是怎样定义？对临界区的管理应符合哪些要求？答：并发进程中与共享变量有关的程序段称为“临界区”。
对若干个并发进程共享某一变量的相关临界区得管理有三点要求：①一次至多一个进程能够进入临界区，当有进程在临界区执行时，其他想进入临界区执行的进程必须等待。
②不能让一个进程无限制的在临界区执行，即任何一个进入临界区的进程必须有限的时间内退出临界区。
③不能强迫一个进程无限期等待键入它的临界区，即有进程退出临界区时应让一个等待进入临界区的进程进入它的临界区执行。
3.采用PV操作作为同步机构时，假定与某共享变量相关的信号量S的值可在[-1，l］之间，问S的初值是哪个值？当S=－1，S=0，S=l时它们各自的物理含义是什么？答：S的初值是 1.S＝－l，表示有一个进程在等待进入临界区执行。
S＝0，表示已有一个进程在临界区执行，这时若有进程想进入临界区则必须等待。
S＝l，表示无进程在临界区执行，若有进程想进入临界区则可以立即进入。
4.A、B两个火车站之间是单轨连接的，现有许多列车同时到A站，须经A再到达B站，列车出B站后又可分路行驶（如图7－2）为保证行车安全，请你当调度时，你将如何调度列车？请你用PV操作为工具设计一个能实现你的调度方案的自动调度系统。
答：当A、B两站之间无列车停驶时，可让到达A站的一列车进人A、B站之间行驶。
当A石站之间有列车在行驶时，则到达A站者必须在站外等待。
当有列车到达B站后，让等在A站外的一列车进入。
用一个信号量S来控制到达A站的列车能否进入单轨道行驶，S的初始值为l.列车到达A站后，先执行P（S），若无列车在A、B站之间行驶，则执行P（S）后立即进人单轨道行驶，到达B站后，执行V（S），可释放一个等待进入的列车进入行驶。
第6章并发进程一、进程的并发性1.进程的顺序性是指进程在顺序处理器上的执行是严格按序的，即按照程序规定的操作顺序，只有在前一个操作结束后才能开始后继操作。
当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。
2.进程的并发性在多道程序设计的系统中，若干个作业可以同时执行，而每一个作业又需要有多个进程协作完成。
因此，系统中会同时存在着许多进程，在单处理器的情况下，这些进程流地占用处理器，即一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就可开始工作，我们说这些可同时执行的进程具有并发性，并且把可同时执行的进程称为“并发进程”。
并发进程相互间可能无关，也可能相互间有交往。
进程并发执行时，执行结果与其执行的相对速度有关，进程的并发执行会破坏“封闭性”和“可再现性”。
1.造成与时间有关的错误的原因是什么？（概念）一个进程运行时，经常会由于自身或外界的原因而被中断，切断点是不固定的。
一个进程被中断后，哪个进程可以运行，被中断的进程什么时候再去占用处理器，这是与进程调度策略。
所以，进程执行的相对速度不能由进程自己来控制，于是，就可能导致并发进程在共享资源时出现错误。
2.进程的执行次序对结果是有影响的，关键是它们涉及到共享变量，若交叉访问了共享变量，导致共享变量的值不同，造成计数值不正确的因素是与进程被打断的时间和能占用处理器的时间有关。
1.我们把并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。
2.相关临界区是指并发进程中涉及到相同变量的那些临界区。
对若干个并发进程共享某一变量的相关临界区的管理有三个求：1）一次最多一个进程能够进入临界区； 2）任何一个进入临界区的进程必须在有限的时间内退出临界区；3）有进程退出临界区时应让一个等待进入临界区的进程进入它的临界区执行。
3）PV操作PV操作是定义在信号量S的两个操作——P操作和V操作组成。
这两个操作是两个不可中断的过程，它们在屏蔽中信号量的定义是表示资源的实体，1）P、V操作一定仅挨临界区 2）P、V操作一定要成对使用。
操作系统复习提纲第1章引论1.计算机系统组成硬件：中央处理器，存储器（主存和辅存），输入输出控制系统和各种输入输出设备构成软件：系统软件，支撑软件和应用软件。
2.操作系统的功能/本质从资源管理的观点出发，操作系统功能可分为：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理。
此外，操作系统还为用户提供了两类使用接口：程序员接口-“系统功能调用”和操作员接口-“操作控制命令”。
3.按照操作系统提供的服务，大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、微机操作系统、嵌入式操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统是基本的操作系统。
①批处理操作系统按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率。
②分时操作系统，这种系统中，一个计算机系统与许多终端设备连接，分时系统支持多个终端用户，同时以交互方式使用计算机系统，为用户在测试、修改和控制程序执行方面提供了灵活性。
分时系统的主要特点是同时性、独立性、及时性和交互性。
③实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并在严格的规定时间内完成处理，且给出反馈信号。
它是较少有人为干预的监督和控制系统。
实时系统对可靠性和安全性要求极高，不强求系统资源的利用率。
4.Unix，Linux特点Unix：通用的交互式分时操作系统。
特点：①短小精悍。
②具有可装卸的多层次文件系统。
③可移植性好。
④网络通信功能强。
Unix是目前惟一可以安装和运行在从微机、工作站、大型机到巨型机上的操作系统。
操作系统中的并发控制随着计算机技术的不断发展，操作系统已成为现代计算机系统中不可或缺的核心组成部分。
在多用户、多任务的环境下，操作系统需要管理和控制资源的分配和调度，以确保系统的高效运行和资源的合理利用。
而其中一个重要的方面就是并发控制。
一、什么是并发控制在操作系统中，所谓并发指的是两个或多个事件在同一时间间隔内同时发生的情况。
而并发控制则是指对多个并发执行的进程或线程进行协调和管理，以避免出现潜在的问题，如资源竞争、死锁等。
二、并发控制的目标并发控制的目标是确保多个进程或线程在并发执行过程中能够正确地共享和访问资源，并且不会发生竞争条件和冲突。
主要包括以下几个方面：1. 互斥访问：确保同一时间内只有一个进程或线程能够访问共享资源，避免数据的不一致性和错误的结果。
2. 死锁避免：通过合理的资源分配和进程调度，防止进程陷入循环等待的状态，造成系统无法正常进行的情况。
3. 同步执行：确保多个进程或线程按照特定的顺序进行执行，避免因执行顺序不确定而导致的问题。
三、并发控制的方法为了实现并发控制，操作系统采用了多种方法和机制，下面介绍其中常见的几种方法。
1. 互斥锁：互斥锁是一种最常见的并发控制机制，通过给共享资源加锁，并在访问资源前先判断锁的状态，以实现临界区的互斥访问。
2. 信号量：信号量是一种用于进程间同步和互斥的机制，通过对共享资源进行计数和操作，实现资源的互斥访问和进程的同步执行。
3. 读写锁：读写锁是一种特殊的互斥锁，允许多个线程同时对共享资源进行读操作，但在有写操作时需要互斥访问。
4. 事件：事件是一种用于线程同步的机制，通过线程之间的信号通知来实现特定操作的协调和同步。
5. 临界区：临界区是一段代码，在多个进程或线程中同时访问时需要进行互斥控制的区域，通过临界区的互斥访问实现并发控制。
四、并发控制的应用并发控制在操作系统中的应用广泛，影响着系统的性能和用户体验。
以下是几个常见的应用场景：1. 数据库管理系统：数据库管理系统需要确保多个用户能够同时对数据库进行读写操作，但又不会导致数据的冲突和不一致。
操作系统原理第一章操作系统概论1.1操作系统的概念操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。
研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。
操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。
2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。
3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。
4.设备管理5.用户接口UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。
1969年AT&T公司Kenneth L.Thompson 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。
1.3操作系统分类1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统的效率。
缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。
3.实时操作系统4.嵌入式操作系统5.个人计算机操作系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.智能卡操作系统1.4操作系统结构1.整体式结构2.层次结构3.微内核（客户机/服务器）结构：①可靠，②灵活（便于操作系统增加新的服务功能），③适宜分布式处理的计算机环境第二章操作系统运行机制2.1中央处理器寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。
控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。
目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。
管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。
PSW包括：①CPU的工作状态代码②条件码③中断屏蔽码2.2存储体系存储器设计：容量，速度，成本存储保护：①界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断②存储键2.3中断与异常机制分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断异常：程序性中断，访管指令异常2.4系统调用系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。
计算机操作系统的并发控制机制计算机操作系统是管理计算机硬件和软件资源的核心系统，在多用户、多任务的环境下保证系统的高效运行和资源的合理利用是其重要功能之一。
并发控制机制是操作系统中的一个重要组成部分，用于保证多个进程或线程同时访问共享资源时的正确性和一致性。
本文将详细介绍计算机操作系统的并发控制机制，并按照以下步骤展开论述。
一、介绍并发控制的背景和意义（约150字）- 解释并发控制是什么，其在计算机操作系统中的作用和必要性；- 引述实际应用中出现并发访问共享资源可能引发的问题。
二、讲解并发控制的基本概念和原则（约200字）- 介绍关键术语，如进程、线程、同步、互斥等；- 解释竞争条件和临界区；- 阐述临界区问题的解决原则，包括互斥、进程同步和死锁避免。
三、介绍并发控制的常见机制（约300字）1. 互斥机制- 解释互斥和互斥锁、信号量的概念；- 讲解互斥机制的实现原理。
2. 进程同步机制- 介绍进程同步和信号量、条件变量的概念；- 讲解进程同步机制的实现原理。
3. 死锁避免和恢复机制- 解释死锁的概念和可能导致死锁的条件；- 讲解死锁避免的策略和死锁恢复的方法。
四、分析并发控制机制的优缺点（约300字）- 详细讨论互斥机制、进程同步机制和死锁避免机制的优点和局限性；- 比较不同机制之间的差异和适用场景。
五、总结并发控制机制在操作系统中的作用（约150字）- 简要回顾并发控制机制的重要性和必要性；- 综合各个机制的优点和缺点，总结并发控制机制的应用实践。
六、结语（约50字）- 简要概括全文内容，强调并发控制机制在计算机操作系统中的重要性。
以上是一份大致框架，你可以按照这些步骤来逐一展开撰写，涉及到的内容中请根据实际情况展开更具体的解释和举例。
如有需要可以在每个部分中加入更多段落来扩展内容。
完成后请自行检查文章是否准确、流畅，并检查字数是否符合要求。
祝你写作顺利！。
操作系统中的并发控制方法随着计算机技术的发展，现代操作系统需要同时处理多个用户的请求，这就会产生许多并发访问操作系统资源的问题。
为了保证系统的正确性和公平性，操作系统必须对并发访问进行有效的控制。
本文将讨论操作系统中的并发控制方法。
一、进程在操作系统中，进程是程序执行时的一个实例。
每个进程都有自己的地址空间、文件句柄等资源，而进程之间的资源是相互隔离的，这保证了系统的安全性和稳定性。
进程间的切换是通过操作系统的调度程序实现的。
进程是操作系统中的基本单位，操作系统通过进程来实现对系统资源的访问控制和管理。
不同进程之间的资源共享可以通过进程间通信的方式实现。
操作系统对进程的管理和调度也是实现并发控制的重要手段。
二、线程线程是进程中的一个执行单元，每个线程拥有自己的堆栈和寄存器。
同一进程中的不同线程共享该进程的代码段、数据段和堆，这意味着线程之间可以共享同一份数据和变量。
线程的开销比进程小，线程之间的切换也比进程快，因此线程在操作系统中的应用越来越广泛。
线程在对系统资源并发访问的情况下，也需要有效的控制。
操作系统通过线程间的同步和互斥机制来实现对系统资源的控制。
例如，多个线程同时访问同一个共享变量时，需要使用互斥锁来保证互斥访问。
三、信号量信号量是一种操作系统提供的一种原语，用于解决并发执行过程中的对资源的争夺问题。
信号量可以用来对设备、进程、线程等进行加锁/解锁，以防止它们同时进行相互干扰的操作。
在操作系统中，通过设置一个计数器，来表示资源的数量，来实现信号量。
当某个进程或线程需要使用某个资源时，必须申请相应数量的信号量。
如果申请成功，则可以继续执行对该资源的操作。
如果无法申请，则等待其他进程或线程释放信号量。
同时，释放资源时也需要及时释放信号量，以便其他进程或线程可以继续申请。
四、互斥锁互斥锁是一种保证多个线程对共享数据访问的一致性的机制。
互斥锁是可以被锁住或解锁的锁对象。
当一个线程访问共享数据时，需要先申请互斥锁。
第一章操作系统概论（一）具体知识点1.操作系统概念2.操作系统的形成与发展3.操作系统的功能（二）学习要求了解什么是操作系统，操作系统在计算机中的作用，操作系统具体做什么，以及各类操作系统的特点。
（三）本章节体系1．操作系统概念操作系统既是计算机系统资源的管理员，又是计算机系统用户的服务员。
资源管理以提高资源利用率为目标，给用户服务以尽可能多的服务项目和最大的方便为宗旨。
管理与服务的功能用一组程序来描述，这组程序通过事件驱动以并发的执行方式发挥作用。
人们把这组程序称为操作系统，它是计算机系统中极为重要的系统软件。
2.操作系统类型单用户操作系统多道批处理系统分时系统实时系统网络操作系统3.操作系统运行环境计算机硬件所提供的支持构成现代操作系统的硬件环境，其中最为重要的是中断机构。
事件引发中断，中断必须加以处理，操作系统由此被驱动。
操作系统是一个众多程序模块的集合。
根据运行环境，这些模块大致分为3类：第1类是在系统初启时便与用户程序一起主动参与并发运行的，如作业管理程序、输入输出程序等。
它们由时钟中断、外设中断所驱动。
第2类是直接面对用户态(亦称常态、或目态)程序的，这是一些“被动”地为用户服务的程序。
这类程序的每一个模块都与一条系统调用指令对应，仅当用户执行系统调用指令时，对应的程序模块才被调用、被执行。
系统调用指令的执行是经过陷入中断机构处理的。
因此从这个意义上说，第2类程序也是由中断驱动的。
第3类是那些既不主动运行也不直接面对用户程序的、隐藏在操作系统内部的、由前2类程序调用的模块。
既然前2类程序是由中断驱动的，那么第3类程序也是由中断驱动的。
应当注意，操作系统本身的代码运行在核心态(亦称管态、特态)。
从用户态进入核心态的唯一途径是中断。
UNIX中的trap指令是专供用户程序进入UNIX核心而设置的。
4.操作系统启动过程操作系统的初启是比较复杂的，随着版本或计算机类型而不同。
大体上说，有以下过程：首先执行ROM中的自举程序，然后操作系统本身的引导程序取得控制权。
自考_操作系统概论真题第6章并发进程一、单项选择题18．并发进程执行的相对速度是()A．由进程的程序结构决定的C．在进程被创建时确定的B．由进程自己来控制的D．与进程调度策略有关19．并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，引起这种错误的原因是()A．进程执行的顺序性C．程序的结构B．访问了共享变量D．需要的处理器时间20．进程间采用信箱通信方式时，可调用end原语把信件投放到()A．发送者信箱B．接受者信箱C．指定的工作区D．指定的PCB16、有关并发进程的阐述中，不正确的说法是()．．．A、进程的执行速度不能由进程自己来控制B、进程的执行速度与进程能占用处理器的时间有关C、进程的执行速度与是否出现中断事件有关D、任何两个并发进程之间均存在着相互制约关系17、用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态应该是()A、运行B、就绪C、收容D、执行18、系统出现死锁时一定同时保持了四个必要条件，对资源采用按序分配策略后可破坏其中的()A、互斥条件B、占有且等待条件C、不可抢占资源条件D、循环等待条件19、有n个进程竞争必须互斥使用的共享资源时，若某进程调用P操作后成为第一个等待使用资源者，则此时信号量的值为()A、n-1B、0C、1D、-120、有n个进程竞争某共享资源，系统允许每次最多m个进程同时使用该资源，若用PV操作管理时信号量的变化范围为()A、[m，(m+n)]B、[n，(m+n)]C、[(m-n)，m]D、[(m-n)，n]18．若进程用信件来传递信息，那么发送信息者的进程名应()A．存放在信件中C．作为receive原语的参数B．作为end原语的参数D．存放在信箱说明中19．不能防止死锁的资源分配策略是()．．A．剥夺式分配方式C．静态分配方式B．按序分配方式D．互斥使用分配方式20．系统有某类资源5个，供3个进程共享，为保证系统的安全，应限定每个进程申请的资源数不超过()．．．A．1个C．3个B．2个D．4个18.进程间采用信箱方式进行通信时，在信件中应指出（）A.接收者名C.信件名19.对资源采用按序分配策略可以（）A.防止死锁C.检测死锁B.避免死锁D.解除死锁B.发送者名D.信箱名20.用PV操作管理临界区时，若有n个进程在等待进入临界区，则这时的信号量值为（）A.nB.lC.0D.-n16、对于一组有交互的并发进程来说，下列说法正确的是（）A、每个进程分别在不同的数据集合上运行B、进程的执行结果与其执行的相对速度无关C、进程间共享某些资源D、各进程都有固定的中断点17、进程并发执行时可能会产生与时间有关的错误。
操作系统概论-06【6】并发进程6.1进程的并发性1进程的顺序性和并发性：进程的顺序性是指进程在顺序处理器上执⾏是严格按照顺序运⾏当⼀个进程独占处理器顺序执⾏时具有封闭性和可再现性若系统中存在⼀组可同时执⾏的进程则称为改组进程具有并发性并把可同时执⾏的进程称为并发进程2 并发进程相互之间可能是⽆关的也可能是有交往的:如果⼀个进程的执⾏不影响其他进程的执⾏则这些并发进程相互之间⽆关的如果⼀个进程的执⾏影响进程的执⾏则这些并发进程之间是有交往的6.2与时间有关的错误1并发进程的执⾏速度受⾃⾝原因以及进程调度策略的影响：⼀个进程运⾏会被中断且断点不是固定的⼀个劲被中断后哪个进程可以运⾏被中断的进程什么时候占⽤处理器是进程调度策略有关的因此进程的执⾏速度是不能由⾃⼰决定的2并发进程交替使⽤共享资源时会出现跟时间有关的错误：由于共享资源的原因加上⼆进制并发进程的随机性⼀个进程对另⼀个进程的影响是不可预测的，造成不正确的因素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的因此被称为与时间有关的错误3 分析与时间有关的错误：⼀个飞机航班系统有n个售票处每个售票区通过终端访问系统公共数据区嘉定⼯作数据区的⼀些单元Aj(j=1,2,...)分别存放 X⽉X⽇X次航班的余票数设P1 P22.。
Pn 表⽰各个售票区的处理进程 R1 R2 Rn 表⽰进程执⾏占⽤⼯作单位当售票处有⼈买票进程如下⼯作 process Pi(i=1,2...) begin 按照旅客要求找到AjRi = Aj ; if Ri >= 1 then; begin Ri :=Ri-1:Aj =Ri 输出⼀张票 endElse :输出票已经售完End; 这⾥如果有两个都需要同⼀个班次的票然后同时购买但是票只有⼀张⽽进程并发执⾏可能会把⼀张票买个⼏个⽤户，核⼼问题就是多个进程同时访问⼀个变量产⽣的问题。
6.3 临界值PV操作1临界值的定义：并发进程中与共享变量有关的进程断称为临界值2相关临界值区管理要求 1⼀次到多⼀个进程能进⼊临界区当有进程在临界区执⾏时其他想想进⼊临界区的进程必须等待2不能让⼀个进程⽆限制的在临界区执⾏即任何⼀个进⼊临界区的进程必须在有限的时间内退出临界区3不能强迫⼀个进程⽆限的等待进⼊它的临界区即有进程退出临界区应让⼀个等待进⼊临界区的进程进⼊它的临界区执⾏。
操作系统的并发控制操作系统的并发控制是指多个任务同时执行的能力，它是计算机系统中一个重要的概念。
合理的并发控制能够提高系统的资源利用率、响应速度和处理能力。
本文将探讨操作系统的并发控制，并分析几种常见的并发控制方法。
一、概述并发控制是操作系统的核心功能之一，它是指操作系统管理多个任务之间的执行顺序和协调资源的分配。
在单核处理器的情况下，操作系统通过快速切换任务的方式实现并发控制。
而在多核处理器的情况下，操作系统需要更加复杂的调度算法来实现并发控制。
二、进程与线程进程是操作系统中能够独立运行的最小单位，它拥有独立的地址空间和系统资源。
线程是进程中的一个执行单元，同一个进程中的多个线程可以共享该进程的资源。
操作系统通过对进程和线程的调度来实现并发控制。
三、互斥锁互斥锁是一种常见的并发控制机制，它用于保护共享资源的访问。
当一个线程获得互斥锁时，其他线程需要等待该线程释放锁才能继续执行。
互斥锁的实现通常基于硬件的原子操作。
四、信号量信号量是一种广泛应用的并发控制机制，它可以用于资源的互斥访问和同步操作。
信号量可以分为二进制信号量和计数信号量两种类型。
当二进制信号量的值为1时，表示某个资源可用；当值为0时，表示资源不可用。
计数信号量的值可以大于1，它表示某个资源的可用数量。
五、死锁死锁是并发控制中必须要解决的问题，它指的是多个进程或线程因竞争资源而陷入无限等待的状态。
死锁的发生可能导致系统崩溃或无法继续正常运行。
常见的解决死锁的方法包括资源分配图法、银行家算法和死锁预防等。
六、调度算法调度算法是实现并发控制的关键，它决定了进程或线程的执行顺序。
常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转和多级反馈队列等。
不同的调度算法适用于不同的场景，可以根据系统的需要进行选择和优化。
七、并发控制的优化为了提高系统的并发能力和性能，还可以采用一些优化方法。
例如，可以使用读写锁来提高对共享资源的访问效率；可以利用线程池来管理线程的创建和销毁；可以使用分布式锁来实现多台服务器之间的并发控制等。
操作系统的多任务处理与并发控制操作系统是计算机系统中最基础、最核心的软件之一。
它承担着管理和控制计算机硬件资源的重要任务，其中包括多任务处理和并发控制。
本文将探讨操作系统在实现多任务处理和并发控制方面的原理与方法。
一、多任务处理多任务处理是指操作系统能够同时处理多个任务，使得用户可以同时运行多个应用程序，并在它们之间切换而不会出现冲突或中断。
实现多任务处理的核心概念是进程和线程。
1. 进程进程是操作系统中的基本执行单位，每个进程都有自己的地址空间、数据和代码。
操作系统通过进程调度算法来决定执行哪个进程以及如何切换进程。
进程之间的切换由操作系统负责，这种切换称为上下文切换。
操作系统通过保存和恢复进程的上下文信息来实现上下文切换，包括进程的寄存器、程序计数器和栈指针等。
2. 线程线程是进程中的一个执行流程，一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源。
与进程不同，线程的调度和切换更加高效，开销更小。
在单核处理器上，线程的并发执行是通过操作系统的时间片轮转来实现的，而在多核处理器上，每个线程可以被分配到不同的核上并行执行。
二、并发控制并发控制是指操作系统处理多个用户或进程对共享资源的访问问题。
在多任务处理的环境下，多个进程或线程可能同时访问共享资源，若不加以控制，就会出现数据竞争、死锁等问题。
因此，操作系统需要提供并发控制机制来保证共享资源的正确访问。
1. 临界区临界区是指一段代码，在某一时刻只能有一个进程或线程访问。
为了保证共享资源的一致性，操作系统要求进程在进入临界区之前先获取互斥锁，进入后执行临界区代码，然后释放互斥锁让其他进程进入。
互斥锁是一种同步机制，用于协调对共享资源的访问。
2. 信号量信号量是一种用于进程间通信和同步的机制。
操作系统通过信号量来控制对共享资源的访问。
信号量有两种类型：二进制信号量和计数信号量。
二进制信号量只能取两个值（0或1），用于互斥访问共享资源。
计数信号量可以取多个值，用于控制同一时刻可访问某一共享资源的进程或线程数量。
第一章操作系统概论1.什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作用和地位。
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：它们能够有效地组织和管理计算机中的硬件和软件资源，合理地控制计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。
2.操作系统管理计算机系统的哪些资源？硬件和软件资源。
3.请从资源管理角度说明操作系统的主要功能。
进程管理（处理器管理）、存储管理、文件管理、作业管理、设备管理4.操作系统有哪些基本特征？并发性：计算机系统中同时存在若干个正在运行着的程序；共享性：操作系统程序和多个用户程序共享系统中的各种资源随机性：操作系统的运行是在一种随机的环境下进行的5.比较Windows、UNIX、Linux操作系统的体系结构，有什么异同？Windows体系结构是分成的模块系统，主要层次有硬件抽象层HAL、内核、执行体和大量的子系统集合；UNIX操作系统的系统架构图，其最里层是硬件，作为整个系统的基础；其次是操作系统内核，包括进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理四个资源管理功能；往外一层是系统调用接口，及操作系统与用户的接口shell以及编译程序等；最外层是应用程序Linux系统有四个主要部分，及内核、shell、文件系统和用户程序。
6.Android操作系统有什么特点？Android操作系统分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
以Linux为核心的手机操作平台，是一款开放式操作系统7.手机操作系统通常提供哪些功能？8.请叙述各种类型操作系统的工作方式及特点。
一般把操作系统分为三种基本类型，即批处理操作系统、分时系统和实时系统(1)批处理操作系统批处理操作系统分为简单批处理系统和多道批处理系统两种类型。
用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后并不立即将作业输入计算机，而是在收到一定数量的作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
操作系统复习第一章操作系统概论01、操作系统的定义。
操作系统是一组用于控制和管理计算机系统的所有资源的程序集合，其任务是合理地组织计算机的工作流程，有效地组织所有资源协调一致地工作以完成各种任务，从而达到充分发挥资源效率、方便用户使用计算机的目的。
02、操作系统的主要功能【记忆】P3-41）处理机管理2）存储管理3）设备管理4）文件管理5）网络管理6）提供良好的用户界面03、操作系统的特性【记忆+理解】P5-61）并发性（指两个或两个以上的事件或活动在同一事件间隔内发生。
）2）共享性（指计算机系统中的资源可被多个并发执行的用户程序和系统程序共同使用，而不是被其中某一个程序所独占。
）3）不确定性（也称异步性，系统事件（运行、I/O等）的发生是具有随机性和不确定性。
）4）虚拟性（指操作系统中的一种管理技术，它是把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。
）04、多道程序运行的特征【记忆】P11宏观上并行，微观上串行。
05、从操作系统的体系结构来看可以把操作系统分成几种结构及各种结构的定义、优缺点。
【理解】整体式结构、层次式结构、虚拟机结构、客户/服务器结构和微内核结构。
1）操作系统的整体式结构又叫模块组合法，是基于结构化程序设计的一种软件结构设计方法。
优点：结构紧密、组合方便，对不同环境和用户的不同需求，可以组合不同模块来满足，从而，灵活性大；针对某个功能可用最有效的算法和任意调用其他模块中的过程来实现，因此，系统效率较高；由于划分成模块和子模块，设计及编码可齐头并进，能加快操作系统研制过程。
缺点：模块独立性差，模块之间牵连甚多，形成了复杂的调用关系，甚至有很多循环调用，造成系统结构不清晰，正确性难保证，可靠性降低，系统功能的增、删、改十分困难。
2）层次式结构，是把操作系统划分为内核和若干模块，这些模块按功能的调用次序排列成若干层次，各层之间只能是单向依赖或单向调用关系，即低层为高层服务，高层可以调用低层的功能，反之则不能。
