第3章第4讲进程管理_4

聚集社会闲散资金 优化产业结构 调整信贷规模 稳定货币流通 平衡国际收支
对微观经济的调节作用——
激励功能 约束功能
（二）利率发挥作用的条件
稳定的货币环境 完善的利率体系 合理的利率水平 真正意义上的经济实体 完善的金融市场 利率市场化
六、利率的市场化
（一）利率市场化的内涵 （二）利率市场化的有利条件 （三）现行利率政策中存在的问题 （四）利率市场化的紧迫性 （五）利率市场化改革存在的问题 （六）利率市场化改革的金融对策
4．短期利率与长期利率
短期利率一般是指借贷期限在一年以内 (包括一年)的利率。 长期利率一般是指借贷期限在一年以上的 利率。 利率的高低与期限长短、风险大小有着直 接的联系。 如何维持长期利率与短期利率的合理水平， 这是一个技术性很强的问题。
5．贷款利率与存款利率
对银行等金融机构来说，存款利率是借入 货币资金的价格，贷款利率是贷出货币资 金的价格。 贷款利率与存款利率之差即为存贷利差， 这是银行收益的主要来源。 存贷款利率之间应保持一定的差距，以保 证金融业有利可图。否则，金融业就失去 了生存发展的基础。
（二）利息的本质
威廉.配第的利息报酬说； 约翰.洛克的货币分配不均说； 坎蒂隆的风险补偿说； 达德利.诺思的资本租金说； 约瑟夫.马西的利息源于利润说； 亚当.斯密的利息剩余价值说； 纳骚.西尼尔的节欲说； 约翰.克拉克的资本边际生产力说； 欧文.费雪的人性不耐说； 庞巴维克的利息时差说； 凯恩斯的流动性偏好说；等。
（一）利率市场化的内涵
利率市场化就是要建立起由市场供求决 定金融机构存贷款利率的市场利率体系。 其中，金融机构对存贷款的定价权是利 率市场化的核心内容。 具体地说，利率市场化是指将中央银行 用计划手段确定的受管制的利率变为由 金融机构依据自身的资金供求情况、头 寸状况、盈利及风险等因素自行调节、 自行控制的利率，并使其成为引导资金 配置的基本指标。

A，B（1）提高系统吞吐量（2）提高存储空
间的利用率（3）降低存储费用（4）提高换入换出
的速度。
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第四章 存储器管理
5、对重定位存储管理方式，应（A），当程序执行时，
是由（B）与（A）中的（C）相加得到（D），用（D）
来访问内存。
A（1）在整个系统中设置一个重定位寄存器；（2）
Ⅰ. 修改页表 Ⅱ．磁盘I/O Ⅲ．分配页框
A．仅Ⅰ、Ⅱ B．仅Ⅱ C．仅Ⅲ D．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ
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第四章 存储器管理
10．当系统发生抖动（thrashing）时，可用采取
的有效措施是（）
Ⅰ. 撤销部分进程
Ⅱ．增加磁盘交换区的容量
Ⅲ．提高用户进程的优先级
A．仅Ⅰ B．仅Ⅱ C．仅Ⅲ D．仅Ⅰ、Ⅱ
空闲区大小递减
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第四章 存储器管理
3、在回收内存时能出现下述几种情况（1）释放区与插
入点前一分区F1相邻，此时应（A）；（2）释放区与
插入点后一分区F2相临界，此时应（B）；（3）释放
区不与F1和F2相邻接，此时应（C）。
A，B，C：（1）为回收分区建立一分区表项，填上分
第四章 存储器管理
1、在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低
地址部分的空闲区的算法是（A）；能使内存空间
中空闲分区分布得较均匀的算法是（B）；每次分
配时，把即能满足需要，又能最小的空间区分配给
进程的算法是（C）
A，B，C：（1）最佳适应算法；（2）最坏适
应算法；（3）首次适应算法（4）循环首次适应算

缺点：
（1）进程在等待进入临界区时也要耗费处理器时间， 不能实现“让权等待” （2）可能出现进程“饥饿”
2.3.2 信号量机制
新的同步工具——信号量和P、V操作。
信号量：是一种数据结构，代表可用资源实 体的数目。
信号量只能通过初始化和两个标准的原语： P（wait(S)）、V（(signal(S)）来访问。 P原语相当于进入区操作，V原语相当于退 出区操作。
AND同步机制
AND同步机制的基本思想是：进程运行时所 需要的所有资源，要么全部分配给它，使用完 毕后一起释放；要么一个都不分配给它。实现 时，采用原子操作：要么全部分配到所有资源， 要么一个也不分配到。 称AND型信号量P原语为：
Swait(Simultaneous wait)
V原语为Ssignal(Simultaneous signal)。
SP原语描述
Swait(S1,S2,„,Sn) /* SP原语描述 */ {while(1) {if(S1>=1&&S2>=1&&„&&Sn>=1) {for(i=1;i<=n;i++) Si--; /* 先确信可满足所有资源要求再减1操作 */ berak; } else /* 资源不够时 */ {将进程放入第一个信号量小于1的阻塞队列Si.sqeue; 将PC中的地址回退到SP开始处； 阻塞进程； } } }
第二章 进程管理（2）
2.3 进程同步
多进程并发执行时，由于资源共享或进程合 作，使进程间形成间接相互制约和直接相互制 约关系，这需要用进程互斥与同步机制来协调 两种制约关系。 进程同步的主要任务：协调进程执行次序， 使并发执行的诸进程间能有效地共享资源和相 互合作，使程序的执行具有可再现性。

(简单信号赋值)
(2) Conditional Signal Assignments
(条件信号赋值)
(3) Selected Signal Assignments
(选择信号赋值)
设计中心 Putting them all together
设计中心 (1) Simple Signal Assignment
设计中心
并行赋值语句(Concurrent Assign) 等待语句(Wait) 顺序赋值语句(Sequent Assign) 进程语句 IF 功能描述语句 (Process) 最常用语句 CASE 顺序控制语句 (Founction) (Sequent Control) LOOP FOR 断言语句(Assert) WHILE 块语句(Block) 函数(Function) 子程序(Subprogram) 过程(Procedure) 元件语句(Component) 结构描述语句 端口映射语句(Port Map) (Structure) 生成语句(Generate) 参数说明语句(Generic)
设计中心
(3) Select Signal Assignments
• The output get value when matching with the selected item
Entity test1 is port (a, b: in bit; sel : in bit; c : out bit); end test1; architecture test1_body of test1 is begin WITH sel SELECT c <= a WHEN ‘1’, --逗号 b WHEN ‘0’; --分号 end test1_body;

操作系统的形成与发展
➢ 顺序处理(手工操作阶段) ➢ 简单的批处理系统 ➢ 多道批处理系统 ➢ 分时系统 ➢ 实时系统
手工操作阶段
计算机没有配置OS 由程序员直接使用计算机硬件系统，将程序
和数据送入计算机内存。按动启动按钮，计算机 开始计算。
简单的批处理系统(BATCH PROCESS SYSTEM)
实时系统的主要特征
• 实时性：以被处理信息或被控制过程能承受的延 迟来确定。通常可能是秒的数量级，也可能是毫 秒级、微秒级甚至毫微秒级。
• 高安全可靠性：实时系统控制和处理的对象往往 是重要的经济和军事目标，而且又是现场直接控 制处理。凡是重要的实时控制系统，往往采用双 工机制。
通用操作系统
• 操作系统的三个基本类型：批处理系统、分时系统和实时 系统。
用户：不再直接与计算机打交道，而是将自 己的作业(卡片叠或纸带)交给机房的操作员。
操作员：将多个作业按序成批地放在一个输 入设备上。
监控程序
自动启动输入设备将一个个作业读入到磁带上，再 将一个个作业顺序装入内存，并控制作业的运行处 理。从而实现了各作业之间的自动转接，提高了系 统效率。
输入作业的结构
• 通用操作系统：一个系统兼有批量处理、分时处理和实时 处理三者或其中两者的功能。
[如]分时和批处理相结合，将分时任务作为前台任务，将 批量处理作业作为后台任务，便是分时批量处理系统。 通用操作系统不仅能满足用户的特殊要求，而且能提高资 源的利用率，因此得到广泛应用。
操作系统功能概述
操作系统的功能作用
5分钟 15分钟
10分钟
5分钟 15分钟 10分钟
批处理系统问题： （1）用户不能直接控制作业运行 （2）作业的周转时间太长。

2.1 前趋图和程序执行
例：有7个结点的前趋图。
P = { P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7 } → = {（P1，P2），（P1，P3），（P1，P4）， （P2，P5），
（P3，P5），（P4，P6），（P5，P7），（P6，P7）}
2
1 3
4
5
7 6
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的顺序执行
打印三项操作。其程序段并发执行的前趋图:
I1 → I2 → I3 → I4 →
↘↘↘↘
C1 → C2 → C3 → C4 →
↘↘↘↘
P1 → P2 → P3 → P4 →
2.1 前趋图和程序执行
例2．Begin integer N:=0;
Cobegin
Program A : begin
Program B : begin
void popaddr (top) { top --; r=*top; return (r) }
void pushaddr(blk) { *top = blk; top++;
}
先执行 popaddr 的top--，接着执行pushaddr的*top=blk
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序并发执行过程及条件 （Bernstein条件）
果必相同。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
➢ 程序执行环境
➢ 独立性，逻辑上是独立的。 ➢ 随机性：输入和执行开始时间都是随机的。 ➢ 资源共享：资源共享导致对进程执行速度
的制约。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
并发执行是指两个程序执行时间上是重叠 的。凡是能由一组并发程序完成的任务，都 能由相应的单个程序完成。 例1：有一批程序，而每个程序需输入，计算，

2.1.3 进程的状态模型
新建
准许
准许
挂起
静止就绪
事件 发生
静止阻塞
激活 挂起
激活 挂起
活动就绪
事件 发生 活动 阻塞
分派 超时
运行
等待 事件
释放
退出
பைடு நூலகம்
图2-8 有挂起态的七状态模型
在新的状态模型中，比较重要的新转换如下： ►（1）活动阻塞→静止阻塞：当内存紧张而系统中又没有就绪进程时，一个阻塞
态进程就会被挂起。
分派
进入
非运行
运行
退出
暂停 图2-3 两状态模型
2.1.3 进程的状态模型
2. 三状态模型
三状态模型中进程的三种基本状态如下：
►（1）就绪状态（Ready）。一个进程获得了除处理机之外所需的一切资源，一 旦得到处理机即可运行。在系统中，将处于就绪状态的多个进程的PCB组织成一 个队列，或按照某种规则排在不同的队列中，这些队列称为就绪队列。
2.1.3 进程的状态模型
3. 五状态模型
新建态
进入就 绪队列
运行态
被调 度 时间片
用完
就绪态
事件
发生
退出态 等待事件 阻塞态
图2-6 五状态模型图
►为便于进程管理，有必要增加一种有用的状态，我们称为新建态，对应于刚刚创建 的进程，操作系统还没有把它加入到就绪队列中，通常是进程控制块已经创建但还 没有加载到内存中的新进程。
►同样，进程从系统中退出时，也增加一种有用的状态，进程被终止直到释放PCB所 处的状态，我们称为退出态。
2.1.3 进程的状态模型
五状态模型中的状态转换：
►（1）空→新建：创建一个程序的新进程。

湖南理工学院计算机学院 曾孝文 zxw21cn@
第二章 进程管理
例15：三个进程PA、PB和PC协作解决文件 打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存的缓 冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1 的内容读出并读入到缓冲区2，每执行一次读出 并读入一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来， 每执行一次打印一个记录。缓冲区1的大小和m 个记录大小一样，缓冲区2的大小和n个记录大 小一样。请用P、V操作来保证文件的正确打印。
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第二章 进程管理
PROCESS Pi(i=1，2，……):begin repeat
进入售票厅； 购票； 退出； until false; end； (3)若欲购票者最多为n个人，写出信号量 可能的变化范围(最大值和最小值)。
湖南理工学院计算机学院 曾孝文 zxw21cn@
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第二章 进程管理
Philosopher (i)(i=0,1,2,3,4):begin repeat if i mod 2 = = 0 then wait(c[i])；wait(c[(i+l) mod 5 ]) Eat ； signal(c[i])；signal(c[(i+1) mod 5]) else wait(c[(i+l) mod 5] ) ；wait(c[i]) Eat signal(c[(i+l) mod 5] ) ；signal(c[i]) until false; end
湖南理工学院计算机学院 曾孝文 zxw21cn@
第二章 进程管理
（2）解决的思路如下：让奇数号的哲学家 先取右手边的筷子，让偶数号的哲学家先取左 手边的筷子。 这样，任何一个哲学家拿到一只筷子以后， 就已经阻止了他邻座的一个哲学家吃饭的企图， 除非某个哲学家一直吃下去，否则不会有人会 饿死。

2.4 线
程
2.4.1 线程概念 现代操作系统中，进程只作为资源拥有者， 而调度和运行的属性赋予新的实体——线 而调度和运行的属性赋予新的实体——线 程。 线程（Thread）是进程中实施调度和分派 线程（Thread）是进程中实施调度和分派 的基本单位
2.4.1 线程概念
1．线程的组成 每个线程有一个 thread结构，即 thread结构，即 线程控制块，用 于保存自己私有 的信息，主要由 以下4 以下4个基本部 分组成：
2.4.1 线程概念
4．线程和进程的关系 ① 一个进程可以有多个线程，但至少要有一个线程； 而一个线程只能在一个进程的地址空间内活动。 ② 资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进 程的所有资源。 ③ 处理机分配给线程，即真正在处理机上运行的是 线程。 ④ 线程在执行过程中需要协作同步。不同进程的线 程间要利用消息通信的办法实现同步。
程同时访问和操纵相同的数据时，最后的执行结 果取决于进程运行的精确时序。
竞争条件（Race Condition），即两个或多个进 Condition），即两个或多个进
2.5.2 临界资源和临界区
1．临界资源和临界区 一次仅允许一个进程使用。我们把这类共 享资源称为临界资源（ 享资源称为临界资源（Critical Resource）。 Resource）。 在每个进程中访问临界资源的那段程序叫 临界区（ Section），简称CS区。 做临界区（Critical Section），简称CS区。
2.3.3 进程终止
（1）正常终止 （2）异常终止 （3）外部干扰
2.3.3 进程终止
终止进程的主要操作过程如下： 找到指定进程的PCB 找到指定进程的PCB 终止该进程的运行 回收该进程所占用的全部资源 终止其所有子孙进程，回收它们所占用的 全部资源。 将被终止进程的PCB从原来队列中摘走 将被终止进程的PCB从原来队列中摘走