操作系统原理与Linux实例设计--第二章全解.ppt

2.5.4 实时系统与实时任务调度 实时系统与实时任务 实时系统：能及时响应外部请求，并作出反应的系统。 是一个相对的概念。 是否周期执行来划分： 周期任务； 非周期任务。 据截至时间来划分： 硬实时任务； 软实时任务。 ２．实时调度的目标及必要信息 就绪时间； 开始截至时间和完成截至时间； 处理时间； 资源需求； 优先级； 子任务结构。 ３．实时调度算法 最早截止时间优先调度算法； 最低松弛度优先算法； 速度单调调度算法。 ２．６　进程并发控制－－互斥与同步 ２．６．１　并发控制 包含的内容： １．竞争资源 　必须“互斥”，即不能同时使用，如打印机。这类资源又称为临界资源，访问临界资源的程序段称为临界区。 临界区的使用原则： 每次一个； 短时停留； 快速响应； 不能限制进程的执行速度及处理器的数量； 不能在临界区阻塞等待。 ２．　共享协作 　多个进程共享某一些资源，包括修改，要使数据保持一致。 ３．　通信协作 多个进程之间应互通信息。 ２．６．２　互斥与同步的解决策略 软件方法　 Ｄｅｋｋｅｒ互斥算法； Ｐｅｔｅｒｓｏｎ互斥算法。 ２．　硬件算法 屏蔽中断； 专用机器指令 ３．信号量方法 预设一个或多个中间变量，通过改变这些变量通知其它的进程。 ４．　管程 一段程序，多个进程都须使用。 包括三个方面： 对局部于管程的共享数据结构的说明； 对该数据结构进行操作的一组过程； 对该数据结构初始化的语句。 ５．消息传递 与信号量的区别：有先后顺序之分，及发送消息的进程和接收消息的进程。 ２．６．３　互斥／同步问题：生产者／消费者问题 １．用信号量方法解决该问题 ２．用消息传递解决该问题 ２．６．４　互斥／同步问题：读者／写者问题 多个读者、写者进程应满足以下条件： 允许同时读； 不能同时写，只能互斥写； 若正在写，则不允许读。 ２．６．５Linux 通信实例 ２．６．５Linux 信号量分析 2.7　进程死锁 死锁：多个进程因为竞争资源，或执行顺序不当，或相互通信而永久阻塞，如果没有外力将永远保持这种现象。 ２．７．１　进程死锁的原因 必要条件： 互斥； 占有且等待； 非剥夺； 循环等待。 ２．７．２　解决死锁的方法 预防死锁； 避免死锁； 检测并解除死锁。 ２．７．３　预防死锁 禁止产生死锁的必要条件。 ２．７．４ 避免死锁 提前预测将来进程执行的情况。 安全状态与不安全状态 多个进程按特定顺序执行，则不会死锁，这种状态称为安全状态。 由安全状态转为不安全状态：调用顺序不恰当，则可能出现该情况。 2. 银行家算法 2.7.5　检测并解除死锁 死锁定理 什么情况下肯定会出现死锁。 ２．死锁检测算法 ３．解除死锁 2.8 死锁举例：哲学家进餐问题 第二章 进程的并发控制 2.1 程序、进程与并发 2.1.1 并发概述 并发和并行是不同的概念。并行是指在微观上看都可以看作是同时发生的两件或多件事。而并发是指在宏观上可近似看作同时发生的两件或多件事。 并行可看作是一种特殊的并发。严格意义上的并行处理只有在多处理器的情况下才有可能发生。而并发是现代处理系统中常有的事。 2.1.2　程序的顺序执行和并发执行 （介绍程序执行的过程） 顺序执行：一个程序执行完以后才去执行下一个。 优点：便于控制。 缺点：浪费资源，不分轻重缓急。 并发执行：两个或多个程序交替执行。 优点：资源利用率高，更合理。 缺点：控制复杂，可能产生死锁。 ２．１．３　进程及其运行环境 进程的定义：可并发执行的程序，在一个数据集合上运行的过程。 进程与程序的关系：一个程序可以对应一个或多个进程；一个进程可以对应一个程序，或者对应程序的某一部分。（正解？） 认为：进程首先是可执行的程序；进程是针对操作系统而言的；在编制进程程序时应合乎进程运行的规则。 进程运行的几个基本特征： 　　动态性； 　　并发性； 　　独立性； 　　异步性； 进程的运行是并发的，也会带来一些问题： 　　（１）增加了空间开销 　　（２）额外的时间开销 　　（３）难于控制 　　（４）处理器竞争尤为突出 ２．２　进程的状态转换 进程是一个过程，从产生到灭亡，有若干个状态。 ２．２．１　五状态进程模型 执行状态 阻塞状态 就绪状态 新建状态 终止状态 五状态间的相互转换： 　　　　　　　图２－５　五状态进程模型 新建 终止 就绪 阻塞 执行 接纳 事件发生 事件等待 完成 时间片完 分派／调度 ２．２．２　进程的挂起状态 对换技术的引入：进程较多，但都在等待同一Ｉ／Ｏ操作，将一些进程调到外存，而调入新进程。被调出的进程称为挂起进程。 可能出现