_OS基本概念与练习.docx

OS基础操作系统的类型；分时系统的特征，分时系统中响应时间的计算（时间片大小与用户数量的关系，分时系统的调度算法；系统调用、访管指令的概念、特点和作用操作系统为支持程序设计语言的工作而编制了一些功能子程序，这些子程序称为“系统功能调用”或简称“系统调用”，供用户程序执行中调用。所以，系统调用是操作系统为用户程序提供的一种服务界面。访管指令是一条可以在目态下执行的指令，用户程序中凡是要调用操作系统功能时就安排一条访管指令。当处理器执行到访管指令时就产生一个中断事件（自愿中断），暂停用户程序的执行，而让操作系统来为用户服务。处理机的两种状态便于设计安全可靠的操作系统。管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。通常操作系统在管态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在目态下运行，只能执行非特权指令。如果用户程序企图在目态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。进程、线程的概念中断与是进程切换关系发生进程切换时一定发生中断。系统由一个运行进程转去运行另外一个进程，前提条件是必须进入操作系统，即处于系统态，因为处于用户态运行的进程不可能将cpu的使用权直接交给另一个进程，而中断是从用户态转换为系统态的必要条件。即中断是进程切换的前提（必要）条件。发生中断时未必发生进程切换。如果中断处理完后原进程不再具有继续运行的条件，则一定会发生进程切换；反之，如果中断处理完后原进程仍具有继续运行的条件，则可能会发生进程切换，也可能不发生进程切换，这与处理机调度策略有关。进程控制块的概念、作用与内容。进程的三个主要状态及其状态转换。信号量、进程互斥与同步信号量、整形信号量、记录型信号量的概念、定义，P、V操作对信号量的影响；信号量S的物理含义。S＞0时，S表示可使用的资源数；或表示可使用资源的进程数；S＝0时，表示无资源可供使用；或表示不允许进程再进入临界区；S＜0时，－S表示等待使用资源的进程个数；或表示等待进入临界区的进程个数；当S＞0时，调用P（S）的进程不会等待；调用V（S）后使可用资源数加1或使可用资源的进程数加1；当S＜0时，调用P（S）的进程必须等待；调用V（S）后将释放一个等待使用资源者或释放一个等待进入临界区者。线程的概念与多线程技术的优越性线程是进程中可独立执行的子任务，一个进程可以有一个或多个线程，每个线程都有一个惟一的标识符。线程与进程有许多相似之处，往往把线程又称为轻型进程，线程与进程的根本区别是把进程作为资源分配单位，而线程是调度和执行单位。多线程技术的优越性：① 创建速度快、系统开销小：创建线程不需要另行分配资源；② 通信简洁、速度快：线程间的通信在所属进程的统一地址空间，不要额外通信机制；③ 并行性高：线程能独立执行，能充分利用和发挥处理器与外围设备并行工作的能力。进程通信中消息缓冲方式的实现。在操作系统空间中保存有一组缓冲区，发送进程在执行send命令时，产生自愿性中断进入操作系统，操作系统为其分配一个缓冲区，并将所发送的消息内容由发送进程空间拷贝到缓冲区，然后将缓冲区连到接收进程的消息链中，便完成了发送。当接收进程执行到receive命令时，也产生自愿性中断进入操作系统，操作系统将载有消息的缓冲区由消息链中取出，并将消息内容拷贝到接收进程空间中，然后收回该空闲缓冲区，如此就完成了消息的接收。若当信号量S的值为5时表示可用的资源数目为5，那么当S的值为-5时，则表示阻塞于信号量S上的（__）数量为5.两个进程通过一个互斥信号量s实现对某临界资源的访问，当s＝1时表示该临界资源（__），当s＝-1时表示该临界资源（__）。一售票厅只能容纳100人，当少于100人时，可以进入；否则，需在外等候。若将每一个购票者作为一个进程，请用P、V操作编程模拟该问题，要求说明所用信号量含义与初值。（用buyer()表示购票者进程，tickets代表已经进入售票厅的人数）。一座小桥(最多只能承重两个人)横跨南北两岸，任意时刻同一方向只允许一人过桥，南侧桥段和北侧桥段较窄只能通过一人，桥中央一处宽敞，允许两个人通过或歇息．试用P、V操作写出南、北两岸过桥的同步算法．int load=2;//桥的通过能力，资源信号量intnorth=1; //桥北段互斥信号量int south=1; //桥南段互斥信号量tosouth(){P(load);P(north);过北段桥;到桥中间;V(north);P(south);过南段桥;到达南岸;V(south);V(load);}tonorth(){P(load);P(south);过南段桥;到桥中间;V(south);P(north);过北段桥;到达北岸;V(north);V(load);}输入进程enter()通过缓冲区