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操作系统 第3章

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第3章 操作系统基础

第3章 操作系统基础
第3章 操作系统基础
本章要点
1. 2. 3. 操作系统的概念 操作系统的基本功能及类型 常用的操作系统
3.1 操作系统概述
一、操作系统基本概念
操作系统是用来管理计算机系统的全部资 源（包括硬件、软件资源及数据资源）、控制 程序运行、改善人机界面、为其他应用软件提 供支持等的系统软件。
计算机硬件与其它软件的接口
Windows 7操作系统
（2）Windows 7文件管理 文件是一组相关信息的集合，是用来存储 和管理信息的基本单位。计算机中的所有信息 都是以文件的形式存放在磁盘上。 文件名 . 文件主名 扩展名
文件类型 1）可执行文件
扩展名 .exe .com .bat 文件类型
(3)文件的组织结构 树状结构
3. UNIX操作系统
4. Linux操作系统
5. Mac OS
主设计人 比尔· 阿特金森、杰夫· 拉斯金和安迪· 赫茨菲尔德 出现年月 1984年 最新版本 系统特点
Mac OS X 10.9 图形化用户界面 多平台兼容 安全性高 稳定性好 内存占用少 多途径开发工具
Windows 7
Windows 7 Professional （专业版）
Windows 7 Enterprise (企业版) Windows 7 Ultimate (旗舰版)
Windows7操作系统
（1）Windows 7的新特性如下： 更快捷的响应速度 安全、可靠的性能 全新的桌面体验 强大的多媒体功能 支持触控功能 简化网络设置 超强的设备兼容性
用户和计算机的接口
操作系统在计算机软件系统中的地位
操作系统
Windows Unix Linux等
系统软件 软件 应用软件

《现代操作系统第四版》 第三章 答案

《现代操作系统第四版》 第三章 答案

第三章内存管理习题1.IBM360有一个设计，为了对2KB大小的块进行加锁，会对每个块分配一个4bit的密钥，这个密钥存在PSW（程序状态字）中，每次内存引用时，CPU都会进行密钥比较。

但该设计有诸多缺陷，除了描述中所言，请另外提出至少两条缺点。

A：密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进程；需要用特殊硬件进行比较，同时保证操作迅速。

2.在图3-3中基址和界限寄存器含有相同的值16384，这是巧合，还是它们总是相等？如果这只是巧合，为什么在这个例子里它们是相等的？A：巧合。

基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址；界限寄存器指示存储区的长度。

3.交换系统通过紧缩来消除空闲区。

假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要多长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。

A：32bit=4Byte===>每字节10/4=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte 对每个字节既要读又要写，22.5*2^27=671ms4.在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是10MB，4MB，20MB，18MB，7MB，9MB，12MB，和15MB。

对于连续的段请求：(a) 12MB(b) 10MB(c) 9MB使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢？A：首次适配算法：20MB，10MB，18MB；最佳适配算法：12MB，10MB，9MB；最差适配算法：20MB；18MB；15MB；下次适配算法：20MB；18MB；9MB；5.物理地址和虚拟地址有什么区别？A：实际内存使用物理地址。

这些是存储器芯片在总线上反应的数字。

虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。

因此，具有32位字的机器可以生成高达4GB的虚拟地址，而不管机器的内存是否多于或少于4GB。

6.对下面的每个十进制虚拟地址，分別使用4KB页面和8KB页面计算虚拟页号和偏移量：20000，32768，60000。

操作系统题目第3章

操作系统题目第3章

第三章处理机调度与死锁1、时间片轮转调度算法是为了（）。

A、多个用户能及时干预系统B、使系统变得高效C、优先级较高的进程得到及时响应D、需要CPU时间最少的进程最先做2、（）有利于CPU繁忙型的作业，而不利于I/O繁忙型的作业。

A、时间片轮转调度算法B、先来先服务调度算法C、短作业（进程）优先算法D、优先权调度算法3、下面有关选择进程调度算法的准则中不正确的是（）。

A、尽快响应交互式用户的请求B、尽量提高处理器利用率C、尽可能提高系统吞吐量D、适当增长进程就绪队列的等待时间4、设有4个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2h，它们的一台处理器上按单道式运行，则平均周转时间为（）。

A、1hB、5hC、2.5hD、8h5、若每个作业只能建立一个进程，为了照顾短作业用户，应采用（）；为了照顾紧急作业用户，应采用（）；为了能实现人机交互，应采用（）；而能使短作业、长作业和交互作业用户都满意，应采用（）。

A、FCFS调度算法B、短作业优先调度算法C、时间片轮转调度算法D、多级反馈队列调度算法E、剥夺式优先级调度算法6、（）优先级是在创建进程时确定的，确定之后在整个运行期间不在改变。

A、先来先服务B、动态C、短作业D、静态7、现在有三个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2、T3，且T1<T2<T3。

系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法，则平均周转时间是（）A、T1+T2+T3 B、（3×T1+2×T2+T3）/3C、（T1+T2+T3）/3D、（T1+2×T2+3×T3）/38、设有三个作业，其运行时间分别是2h、5h、3h，假定它们同时达到，并在同一个处理器上以单道方式运行，则平均周转时间最小的执行顺序是（）A、J1，J2，J3B、 J3 ，J2，J1C、J2，J1，J3D、 J1 ，J3 ，J29、采用时间片轮转调度算法分配CPU时，当处于运行状态的进程用完一个时间片后，它的状态是（）状态。

U035计算机操作系统教程_第四版_(张尧学著)_清华大学出版社_第3章

U035计算机操作系统教程_第四版_(张尧学著)_清华大学出版社_第3章

3.1.2 进程的定义 进程的概念是60年代初期，首先在MIT 的 Multics系 统和IBM 的 TSS/360系统中引用的。从那以来，人 们对进程下过许多各式各样的定义。 (1) 进程是可以并行执行的计算部分（S.E.Madnick， J.T.Donovan）； (2) 进程是一个独立的可以调度的活动（E.Cohen， D.Jofferson）； (3) 进程是一抽象实体，当它执行某个任务时，将要 分配和释放各种资源（P.Denning）； (4) 行为的规则叫程序，程序在处理机上执行时的活 动称为进程（E.W.Dijkstra）；
W(Si)={b1 b2 … bn}，bj(j=1，…，n) 是语句Si在执行期间必须对其进行修改、访问的变量； 如果对于语句S1和S2，有 ① R(S1)∩ W(S2)={∮}， ② W(S1)∩ R(S2)={∮}， ③ W(S1)∩ W(S2)={∮} 同时成立，则语句S1和S2是 可以并发执行的。
(1) 进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念。程序是 指令的有序集合，没有任何执行的含义。而进程则强调执 行过程，它动态地被创建，并被调度执行后消亡。 (2) 进程具有并行特征，而程序没有。由进程的定义可知，进 程具有并行特征的两个方面，即独立性和异步性。也就是 说，在不考虑资源共享的情况下，各进程的执行是独立的， 执行速度是异步的。显然，由于程序不反映执行过程，所 以不具有并行特征。 (3) 进程是竞争计算机系统资源的基本单位，从而其并行性受 到系统自己的制约。这里，制约就是对进程独立性和异步 性的限制。 (4) 不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据 集不同。
第3章 进程管理
3.1 进程的概念 3.2 进程的描述 3.3 进程状态及其转换 3.4 进程控制 3.5 进程互斥 3.6 进程同步 3.7 进程通信 3.8 死锁问题 3.9 线程 本章小结 习题

计算机操作系统课件(第四版)第三章

计算机操作系统课件(第四版)第三章

9
3.1.3、中级调度
中级调度（中程调度） 目的：提高内存利用率和系统吞吐量 按一定的算法将外存上已具备运行条件的挂起进
程换入内存，挂到就绪队列上，准备执行；而将 内存中处于阻塞状态的某些进程换出至外存。
2021/4/14 星期三
10
3.2、调度队列模型
调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
RR
周转时间
4
6
9 10
q=4
带权周转时间 1 2 2.25 5
周转时间
= 完成时间 – 到达时间
带权周转时间 = 周转时间 / 服务时间
2021/4/14 星期三
E 平均
4 4 17 13 11.8 3.33 3.46 17 13 8.4 3.33 2.5
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2、多级反馈队列调度算法 原理：
设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优 先级和不同长度的时间片；
2021/4/14 星期三
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时间 片完
时间 片完
就绪队列一 就绪队列二 就绪队列三
进程
调度
进程完成
CPU
时间 片完
…… 就绪队列 n
多级反馈队列调度算法示意图
2021/4/14 星期三
入内存运行。 短进程优先（SPF） 从就绪队列中选出估计运行时间最短的进程，将
处理机分配给它，使它立即执行。 直到运行完成进程才会让出处理机--非抢占式。 缺点： 对长作业不利，有可能长期不被调度； 完全没考虑作业的紧迫程度（某些特殊的）； 用户做出的估计时间带有很大的主观性。
2021/4/14 星期三
第三章 处理机调度与死锁
第一节 处理机调度的层次 第二节 调度队列模型和调度准则 第三节 调度算法 第四节 实时调度 第五节 产生死锁的原因和必要条件 第六节 预防死锁的方法 第七节 死锁的检测和解除

操作系统第3章进程调度习题

操作系统第3章进程调度习题

第3章进程调度习题【例】在三种基本类型的操作系统中，都设置了进程调度，在批处理系统中还应设置( )调度【答案】AA 作业B 进程C 中级D 多处理机【例】下列算法中，（）只能采用非抢占调度方式【解答】CA 高优先权法B 时间片轮转法C FCFS调度算法D 短作业优先算法【例】最适合分时系统的进程调度算法是（）【解答】DA FCFSB SSJFC 优先数法D 轮转法【例】进程调度是从（）选择一个进程投入运行。

【解答】AA 就绪队列B 等待队列C 作业后备队列D 提交队列【例】进程调度主要负责（）【解答】BA 选作业进入内存B 选一进程占有CPUC 建立一进程D 撤销一进程【例】“可抢占”和“不可抢占”的优先级调度算法相比（）【解答】BA 前者开销小B 前者开销大C 两者开销大致相同D 两者开销不能相比【解析】因为“可抢占”优先级调度时钟保证在处理机上运行的是优先级最高的进程，这样，当处理机正在运行某个进程时，很可能会被其他优先级更高的进程抢占引起处理机调度，和不可抢占算法相比，前者的调度次数会更频繁，而每调度一次都会引起保护现场，恢复现场的工作，所以可抢占的优先级调度算法开销更大。

【例】（）优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变A 先来先服务B 静态C 动态D 短作业【答案】B【例】若进程P一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能为( )A 分时系统，进程P的优先级最高B 抢占调度方式，就绪队列上的所有进程的优先级皆比P的低C 就绪队列为空队列D 抢占调度方式，P的优先级高于当前运行的进程【分析】1 在分析系统中，进程调度是按照轮转方式进行的。

系统并不登记进程的优先级2 在抢占调度方式中，P的优先级高于就绪队列上的所有进程，但不一定高于当前的运行进程，所以也不一定能立即运行3 无论哪种调度方式，若就绪队列为空队列，P被唤醒并插入后都会成为该队列的唯一进程，但这并不是说P可以立即获得处理机。

计算机操作系统(第四版)课后习题答案第三章

第三章处理机调度与死锁1,高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。

（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。

（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。

为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。

当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。

3、何谓作业、作业步和作业流？【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。

系统根据该说明书对程序的运行进行控制。

批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。

作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。

作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。

4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB＞其中包含了哪些内容？【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。

JCB包含的内容通常有：1）作业标识2）用户名称3）用户账户4）作业类型（CPU 繁忙型、I/O 芳名型、批量型、终端型）5）作业状态6）调度信息（优先级、作业已运行）7）资源要求8）进入系统时间9）开始处理时间10）作业完成时间11）作业退出时间12）资源使用情况等5.在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。

第3章 中文Windows7操作系统

第3章中文Windows 7操作系统主要内容：Windows 7基础、Windows 7的基本概念与操作、文件管理、程序管理、控制面板、Windows 7对磁盘的管理、Windows 7附件工具重点内容：文件管理、程序管理、控制面板难点内容：文件管理、程序管理、控制面板授课时数：2+2授课方式：演示法新课内容：Windows 7是微软公司开发的新一代操作系统，于2009年10月23日在中国正式发布，是一款基于NT技术的32位、64位操作系统，核心版本号为Windows NT 6.1。

3.1 Windows 7基础3.1.1 Windows 7简介作为新一代的操作系统平台，Windows 7继承了Windows XP 的实用和Windows Vista 的华丽，同时在系统界面、性能和可靠性等方面进行了很大的改进，使人们的日常电脑操作更加简单和快捷。

1. Windows 7系统版本简介Windows 7共包含6个版本。

2.Windows 7的新特点Jump List（跳转列表）功能菜单，在开始菜单和任务栏中都能找到。

Windows Live Essentials，它包括Messenger、Photo Gallery、Mail、Writer、Movie Maker、Toolbar、Family Safety和Microsoft Office Outlook Connector等8个程序。

轻松创建家庭网络。

轻松实现无线联网。

Windows 7触控技术。

3．Windows 7 硬件要求3.1.2 Windows 7启动和退出1．Windows 7的启动先开外设，再开主机，登录Windows 7进入Windows 7桌面。

2．Windows 7的退出⑴关机⑵Windows 7切换用户⑶用户通过关机、注销、锁定、重新启动、睡眠、休眠等操作，都可以退出Windows 7操作系统，方法类似。

3.2 Windows 7的基本概念与操作3.2.1 鼠标和键盘的使用Windows 7启动时,会确定系统是否安装了鼠标。

《操作系统》第三章 - 死 锁


令n表示系统中进程的数目，m表示资源分类数。
可以把矩阵Allocation和Need中的每一行当做一个 向量，并分别写成Allocationi和Needi。Allocationi表 示当前分给进程pi的资源。
1．资源分配算法 • 令Requesti表示进程pi的申请向量。Requesti[j]= k，表示进 程pi需要申请k个rj类资源。当进程pi申请资源时，就执行下列 动作： ① 若Requesti＞Needi，表示出错， ② 如果Requesti＞Available，则pi等待。 ③ 假设系统把申请的资源分给进程pi，则应对有关数据结构进 行修改： Available：= Available – Requesti Allocationi：= Allocationi + Requesti Needi：= Needi – Requesti ④ 系统执行安全性算法，查看此时系统状态是否安全。如果是 安全的，就实际分配资源，满足进程pi 的此次申请；否则， 若新状态是不安全的，则pi等待，对所申请资源暂不予分配， 并且把资源分配状态恢复成③之前的情况。
第3章 死
内容提要： 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
锁
资 源 死锁概念 死锁的预防 死锁的避免 死锁的检测和恢复 处理死锁的综合方式
3.1 资
源
3.1.1 资源使用模式
1．申请 2．使用 3．释放
3.1.2 可剥夺资源与不可剥夺资源
1．可剥夺资源 • 另外进程可以从拥有它的进程那里把它剥 夺过去为己所用，并且不会产生任何不良 影响。例如，内存就是可剥夺资源。 2．不可剥夺资源 • 不能从当前占有它的进程那里强行抢占的 资源，必须由拥有者自动释放，否则会引 起相关计算的失效。

第3章3.2 操作系统

3.2 操作系统
5
复习：基本输入输出系统BIOS
基本输入/输出系统是存放在主板上只读存储器(flash ROM)
中的一组程序（也称为firmware, 固件 ）
主要包含4个部分：

加电自检程序 (诊断计算机故障) 系统自举（装入）程序 (启动计算机工作)
CMOS设置程序 (设定和修改计算机配置)
收 发 电 子 邮 件
播 放 音 乐
17
3.2 操作系统
如何知道有哪些任务在运行？
每启动一个应用程序，OS就会
打开一个相应的窗口，通常一个 窗口就是一个任务
每启动一个应用程序，OS就会
在任务栏上显示一个相应的任务 按钮(程序按钮)，通常一个按钮 就是一个任务
窗口可以放大或缩小，甚至可以
23
3.2 操作系统
5．Windowቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ操作系统采用并发多任务方式支持系统中
多个任务的执行，但任何时刻只有一个任务正被CPU执 行。(2007判断)
[分析] 操作系统采用分时方式进行多任务的处理。分时的基本
思想是将CPU时间划分成许多小片，叫“时间片”，轮流去为多 个用户程序服务。由于CPU速度很快，用户不会感觉到这是轮流 处理的过程，相反感觉很多任务在同一个时间一起运行，其实这 是任务轮流分时共享了CPU。 正确答案是：正确 [点评] 基本概念与基本原理题。考查操作系统的任务管理功能 中的分时管理概念。
[点评]基本概念+基本原理题。操作系统的任务管理功能。

25
3.2 操作系统
[小结]任务管理功能常考知识点总结： (1)进程管理
进程：操作系统调度的基本单位，反映程序的一次执行过程
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第3 章
3.1 3.2 3.3 3.4
进程管理
进程的概念 进程的描述 进程状态及其转换 进程控制
3.5
3.6
进程互斥
进程同步
3.7
3.8 3.9
进程通信
死锁问题 线程
3.1 进程的概念 现代操作系统的重要特点： 程序的并发执行、资源共享、用户随机地使用。 1.程序的顺序执行 程序的顺序执行：程序独占处理机直至最终结束的过 程。 程序的顺序执行具有如下特点： (1) 顺序性 程序顺序执行时，其执行过程可看作一系列严格按程 序规定的状态转移过程。 (2) 封闭性 程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不 受外界因素的影响。
(2) 程序的并发执行所带来的影响 程序的并发执行充分地利用了系统资源，从而提高 了系统的处理能力，这是并发执行好的一方面。但 是，正如前面所提到的那样，由于系统资源有限， 程序的并发执行必然导致资源共享和资源竞争，从 而改变程序的执行速度。如果并发执行的各程序段 中语句或指令满足上述Bernstein 的三个条件，则 认为并发执行不会对执行结果的封闭性和可再现性 产生影响。但在一般情况下，系统要判定并发执行 的各程序段是否满足Bernstein 条件是相当困难的。 从而，如果并发执行的程序段不按照特定的规则和 方法进行资源共享和竞争，则其执行结果将不可避 免地失去封闭性和可再现性。下面的例子说明了这 一点。
(3) 可再现性 只要输入的初始条件相同，则无论何时重复执行该 程序都会得到相同的结果。 2. 多道程序系统中程序执行环境的变化 多道程序执行的系统环境具有下述三个特点： (1) 独立性 每道程序都是逻辑上独立的，它们之间不存在逻辑 上的制约关系。 (2) 随机性 在多道程序环境下，特别是在多用户环境下，程序 和数据的输入与执行开始时间都是随机的。 (3) 资源共享 资源共享将导致对进程执行速度的制约。
3.1.3 作业和进程的关系 作业是用户需要计算机完成某项任务时要求计算机 所作工作的集合。进程是已提交完毕程序的执行过 程的描述，是资源分配的基本单位。区别与关系： (1) 作业是用户向计算机提交任务的任务实体。在用 户向计算机提交作业之后，系统将它放入外存中的 作业等待队列中等待执行。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。 任一进程，只要它被创建，总有相应的部分存在于 内存中。 (2) 一个作业可由多个进程组成。且必须至少由一个 进程组成，但反过来不成立。 (3) 作业的概念主要用在批处理系统中。而进程的概 返回 念则用在几乎所有的多道系统中。
3.1.2 进程的定义 进程的概念是60年代初期，首先在MIT 的 Multics系 统和IBM 的 TSS/360系统中引用的。 进程的定义：一个具有独立功能的程序对某个数据 集在处理机上的执行过程和分配资源的基本单位。 进程和程序是两个既有联系又有区别的概念，它们 的区别和关系可简述如下：
(1) 进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念。 程序是指令的有序集合，没有任何执行的含义。而 进程则强调执行过程，它动态地被创建，并被调度 执行后消亡。 (2) 进程具有并行特征，而程序没有。由进程的定义 可知，进程具有并行特征的两个方面，即独立性和 异步性。也就是说，在不考虑资源共享的情况下， 各进程的执行是独立的，执行速度是异步的。显然， 由于程序不反映执行过程，所以不具有并行特征。 (3) 进程是竞争计算机系统资源的基本单位，从而其 并行性受到系统自己的制约。这里，制约就是对进 程独立性和异步性的限制。 (4) 不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对 应的数据集不同。
3.2 进程的描述 从处理机的活动角度来看，又如何识别描述程序执行 活动的进程呢？显然，系统中需要有描述进程存在 和能够反映其变化的物理实体，即进程的静态描述。 进程的静态描述由三部分组成：进程控制块PCB，有 关程序段和该程序段对其进行操作的数据结构集。 进程控制块包含了有关进程的描述信息、控制信息 以及资源信息，是进程动态特征的集中反映。系统 根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项 变量的变化，掌握进程所处的状态以达到控制进程 活动的目的。由于进程的PCB 是系统感知进程的唯 一实体，因此，在几乎所有的多道操作系统中，一 个进程的PCB结构都是全部或部分常驻内存的。
• 例：利用堆栈管理一块内存区中各数据块的使用情况。用 getaddr(top) 从栈顶取出相应的内存块的地址。用reladdr(blk) 将数据块的地址（以bkl为地址）放入堆栈中。
proc getaddr(top) Begin local r; 1.1 r s[top]; 1.2 top top-1; 1.3 return (r); end; Proc reladdr(blk) Begin 2.1 top top+1; 2.2 s[top] blk; End;
时 间
t t t t t t t t t
Ai
Ac
Ao
Bi
Bc
Bo
Ci
Cc
Co
Bi
Bc
Bo
Ai
Ac
Ao
Ci
Cc
Co
CPU时间片进程A来自ttt
t
t
Ai
Ac
Ao
进程B
Bi
Bc
Bo
进程C
Ci
输入设备
Cc
CPU
Co
输出设备
多道环境下：总的运行时间5t，输入设备占用3t，输出设备占 用3t。 C P U 利用率＝3t／5t＝3／5＝60％ 输入设备利用率＝3t／5t＝3／5＝60％ 输出设备利用率＝3t／5t＝3／5＝60％
进程P1的PCB 进程P2的PCB ……
进程的
PCB区
进程Pn的PCB
进程P1
内存
进程P2 进程Pn
3.2.1 进程控制块PCB PCB包含一个进程的描述信息、控制信息及资源信 息，有些系统中还有进程调度等待所使用的现场保 护区。PCB 集中反映一个进程的动态特征。在创 建一个进程时，应首先创建其 PCB，然后才能根 据PCB 中信息对进程实施有效的管理和控制。当 一个进程完成其功能之后，系统则释放PCB，进程 也随之消亡。 根据操作系统的要求不同，PCB的内容会有所不同。 下面所示基本内容是必需的： (1) 描述信息 进程名或进程标识号、 用户名或用户标识号、 家族 关系。 (2) 控制信息
read (a) ； read (b) ； 它们既可以同时执行，也可颠倒次序执行。对于这 样的语句，同时执行不会改变顺序程序所具有的逻 辑性质。因此，可以采用并发执行来充分利用系统 资源以提高计算机的处理能力。 程序的并发执行可总结为：一组在逻辑上互相独立 的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观 上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一 个程序段的执行已经开始的这种执行方式。 程序的并发执行不同于程序的并行执行。程序的并 行执行是指一组程序按独立的、异步的速度执行。 并行执行不等于时间上的重叠。可以将并发执行过 程描述为：
S0 Cobegin P1；P2；... Pn Coend Sn 这里，S0，Sn分别表示并发程序段P1，P2，…，Pn 开始执行前和并发执行结束后的语句。P1，2，…， Pn也可以由同一程序段中的不同语句组成。1966 年Bernstein 提出了两相邻语句S1，S2可以并发执 行的条件： 将程序中任一语句Si划分为两个变量的集合R(Si)和 W(Si)。其中R(Si)={a1 a2 … am}，aj(j=1，…，m) 是语句Si在执行期间必须对其进行读操作的变量；
W(Si)={b1 b2 … bn}，bj(j=1，…，n) 是语句Si在执行期间必须对其进行写操作的变量； 如果对于两相邻语句S1和S2，有 ① R(S1)∩ W(S2)={∮}， ② W(S1)∩ R(S2)={∮}， ③ W(S1)∩ W(S2)={∮} 同时成立，则语句S1和S2是可以并发执行的。
3. 程序的并发执行 (1) 什么是程序的并发执行 并发执行：即一道程序的执行尚未结束；另一道程 序的执行已经开始的执行方式。是为了增强计算机 系统的处理能力和提高资源利用率所采取的一种同 时操作技术。程序的并发执行可进一步分为两种： 第一种是多道程序系统的程序执行环境变化所引起 的多道程序的并发执行。微观上仍是顺序执行，尽 管多道程序的并发执行在宏观上是同时进行的。第 二种并发执行是在某道程序的几个程序段中（例如 几个程序），包含着一部分可以同时执行或顺序颠 倒执行的代码。例如语句：
① 进程当前状态 进程在活动期间可分为就绪态、执行态和等待状态。 ② 进程优先级 进程优先级是选取进程占有处理机的重要依据。 ③ 程序开始地址 ④ 各种计时信息 ⑤ 通信信息 (3) 资源管理信息 PCB 中包含最多的是资源管理信息，包括有关存储器 的信息、使用输入输出设备的信息、有关文件系统 的信息等。这些信息有： ① 占用内存大小及其管理用数据结构指针，例如后述 内存管理中所用到的进程页表指针等。
从上述讨论可以看出，由于程序的顺序性、静态性 以及孤立性，用程序段作为描述其执行过程和共享 资源的基本单位既增加操作系统设计和实现的复杂 性，也无法反映操作系统所应该具有的程序段执行 的并发性、用户随机性，以及资源共享等特征。也 就是说，用程序作为描述其执行过程以及共享资源 的基本单位是不合适的。需要有一个能描述程序的 执行过程且能用来共享资源的基本单位。这个基本 单位被称为进程（或任务）。
多道执行与单道执行有何优点:
例：有三个程序A、B、C；每个程序都由输入、计算、 输出三部分代码组成；记为Ai、Ac、Ao，Bi、Bc、 Bo，Ci、Cc、Co；假设各部分代码在相应的设备上 执行的时间都为t；在单道环境下：总的运行时间9t， 输入设备占用3t，输出设备占用3t。 C P U 利用率＝3t／9t＝3／9＝33.3％ 输入设备利用率＝3t／9t＝3／9＝ 33.3 ％ 输出设备利用率＝3t／9t＝3／9＝ 33.3 ％