2022年操作系统-进程线程管理讲义 .pdf

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1、1管理1. 2. （）? 上働何実体? 実行中状態空間名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 33 页 - - - - - - - - - 2管理? 並行処理(ti)並行処理 (concurrent processing)? 複数同時動作（参考）並列処理(parallel processing)? 一分割同時動作? 間通信? 同期処理順序構造命令部分他共有他他共有?関数引数?関数局所変数?戻番地名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

2、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 33 页 - - - - - - - - - 3状態設定状態設定記述子各対応状態保持値値 ?値状態優先度? ，割付記述子方決定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 33 页 - - - - - - - - - 4二同時動作：実行中：実行中実行中? 時刻実行中? 他状態 仮想? 仮想 （仮想CPU ）実現，複数台割当見状態遷移? 横取（）実行中機構利用強制的状態移

3、行例： Windows 95参考：協調(Windows 3.1)? 実行中状態（文脈，）記述子退避名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 33 页 - - - - - - - - - 5状態遷移極重要横取 実行状態（）記述子退避I/O，待（）（実行中）（）（実行中）他入出力装置，通知待名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 33 页

4、- - - - - - - - - 6 状態対応I/O待実行中？? 完了（方策）? 作業計画割，割付? 郵便局窓口郵便，小包，預金，? 中華料理店厨房料理別注文毎料理別，注文毎，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 33 页 - - - - - - - - - 7 （方策）何持良評価関数1. 待時間総和（平均）最小化2. 最大化3. 公平（意味？）4. 重要度（方策）1.到着順?：，?2.?（定時間）:TSS3.処理時間順（短順処理、処理時間予測困難）4.残処理

5、時間順( 残時間短横取）優先度5.優先度順?優先度：優先度高?飢餓状態（）6.多重名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 33 页 - - - - - - - - - 8（方策）1.到着順： 使： ，使長短実行邪魔優先順位高必先実行2.（定時間）与起全体応答良好3.処理時間短順短応答時間改善処理時間推定難FIFO LIFO名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

6、- - - 第 8 页，共 33 页 - - - - - - - - - 9（方策） . 残余処理時間順新来処理時間比較 . 優先度順（優先権先取）順位低飢餓状態 . 多重順位低順位反比例長処理順位下長待順位上多重：短：長名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 33 页 - - - - - - - - - 10生成実行子親（）子（）（）（ ）（）（，）；実行子生成（）；親続行（）；子消滅子実行完了通知名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

7、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 33 页 - - - - - - - - - 11間通信 1. 標準入出力2. 標準入出力用記述子1:std output（標準出力）2:std error（出力）0:std input（標準入力）? 入出力装置，整数（記述子）表現? 読書使用、記述子対行名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 33 页 - - - - - - - - - 12(pipe

8、)読込用記述子書出用記述子i t fild2/ 記述子宣言?int fildes2; / 記述子宣言?pipe(fildes); / 記述子初期化?fildes1 書出用， fildes0 読込用?間通信使用?一般化（整数識別可能）入出力装置考?一般、記述子値以上二連絡（親）（子）出力入力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 33 页 - - - - - - - - - 13親子継承書（OUT ）読（IN）closeclose親子読図名师资料总结 - - -精

9、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 33 页 - - - - - - - - - 14血族限（）；二子，継承。：子 （）；（）；：子（，）；（，）；（）； （）（）；同期? 協調相互排除? 相互排除機構名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 33 页 - - - - - - - - - 15同期必要性次二実行考同期- 各動作 -1-a2 a1 a1-b

10、2-a2-bitemtopitemtopprocess 1 動作（ push）process 2 動作（ pop）1-a1-b実行2-a2-b実行名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 33 页 - - - - - - - - - 16同期1-a2 a1 a1-b2-a2-b(1-a 1-b ) (2-a 2-b)順番実行動作push popitemtop1-a1-b2-a2-bpushpop同期1-a1-b2-a2 b1 b2-b?top(1-a 2-a )

11、(1-b 2-b)動作item1-a2-a1-b2-b? 2行文，分割実行?臨界（危険）領域（）?共有（ topstack ）部分?相互排除?臨界領域実行一限定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 33 页 - - - - - - - - - 17A1：確保3：確保不可PRINTERTAPE DECB2：確保4：確保不可Test & Set 命令実現実行制御名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -

12、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 33 页 - - - - - - - - - 18 （）（）（意味）? （）：資源個数資源要求，割当待。割当場合待。? （）：資源返還通知，待起動。 （）（）（動作）? （）：，次文進繋，? （）：存在存在存在一選択，（）次文進許名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 33 页 - - - - - - - - - 19原理? 席札取処理入席札枚取処理入無待行列並? （処理済）席札返待人居席札積

13、待人有処理入排他処理席席札 （）席待行列 （）席数 初期値使用例初期値： 正 引進wait： 正引進 0signal: 待個選択続行1足名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 33 页 - - - - - - - - - 20由来種類? 名前由来腕信由来腕木信号由来? 種類2進? 0 1値変数計数型? 非負整数値変数? 初期値資源数生産者消費者?Semaphore 初期値?read=0(何個読？）read 0 (何個読？）?write=N ( 大）(何個書？）w

14、ait： 正引進 0signal: 待個選択続行1足名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 33 页 - - - - - - - - - 21Semaphore 特徴? Semaphore 長所危険領域（critical section ）相互排除実現同期（一資源複数使用）実現? Semaphore 短所操作広分散記述作検難動作検証困難代，相互排除機構考案（糸，）? 中実行実体? 自由可能? 獲得? 確実獲得? 自由名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

15、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 33 页 - - - - - - - - - 22（重量）（軽量）生成：元消費機能使用資源共有切替負荷小機能使用非同期処理有利直接見性能向上応用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 33 页 - - - - - - - - - 23割込? 命令実行独立（外部割込 ），? 命令実行結果（割出，）発生事象処理機構多場合資源処理切替行特権処

16、理特権命令実行名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 33 页 - - - - - - - - - 24割込（）? 割込発生実行中状態保存（ 旧： processor status word 保存）割込処理制御渡（ 新設定 ）割込仕仕組名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 33 页 - - - - - - - - - 25? 割

17、込（割出，）発生? 特権（）? 必要特権処理行入出力，資源割付，切替，流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 33 页 - - - - - - - - - 26特権非特権? 特権? 非特権? ? ? ? ? ? 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 33 页 - - - - - - - - - 27演習（） A,B,C一定時間

18、方式(FIFO) 取出実行、時刻(FIFO)実行終了入口?出口到着時刻処理時間終了時刻応答時間(FIFO) 取出実行、各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。、二以上場合、新規到着先順。01234567A03B25C3489101112平均応答時間= 演習（残処理時間順） A,B,C，各時刻，残時間最少選択実行 各表時刻実行終了（ FIFO ）到着時刻処理時間終了時刻応答時間A03B25選択実行，各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。01234567C3489101112平均応答時間= 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -

19、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 27 页，共 33 页 - - - - - - - - - 28演習（） A,B,C一定時間3 方式(FIFO) 取出実行時刻(FIFO)実行終了入口?出口01(FIFO) 取出実行，各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。、二以上場合、新規到着先順。2345678到着時刻処理時間終了時刻応答時間A06B44C259101112131415平均応答時間= 演習（残処理時間順） A,B,C，各時刻，残時間最少選択実行 各表時刻実行終了（ FIFO ）01到着時刻処理時間終了時刻

20、応答時間A06B44選択実行，各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。23456789C25101112131415平均応答時間= 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 28 页，共 33 页 - - - - - - - - - 29LRU 原理演習（） A,B,C一定時間方式(FIFO) 取出実行、時刻(FIFO)実行終了入口?出口到着時刻処理時間終了時刻応答時間(FIFO) 取出実行、各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。、

21、二以上場合、新規到着先順。01234567A03B25C3489101112平均応答時間= 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 29 页，共 33 页 - - - - - - - - - 30演習（残処理時間順） A,B,C，各時刻，残時間最少選択実行 各表時刻実行終了（ FIFO ）到着時刻処理時間終了時刻応答時間A03B25選択実行，各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。01234567C3489101112平均応答時間= 演習（） A,B,C

22、一定時間3 方式(FIFO) 取出実行時刻(FIFO)実行終了入口?出口01(FIFO) 取出実行，各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。、二以上場合、新規到着先順。2345678到着時刻処理時間終了時刻応答時間A06B44C259101112131415平均応答時間= 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 30 页，共 33 页 - - - - - - - - - 31演習（残処理時間順） A,B,C，各時刻，残時間最少選択実行 各表時刻実行終了（

23、 FIFO ）01到着時刻処理時間終了時刻応答時間A06B44選択実行，各表空欄埋，各実行完了時間（応答時間）平均（平均応答時間）求。23456789C25101112131415平均応答時間= 演習（）（略解）時刻(FIFO)実行終了入口?出口到着時刻処理時間終了時刻応答時間A03550A3A31A22A1B5B53C4A1B44B3C4A1A15B3C4C4A06B3C37C2B3B3B251210C34118(5 + 10 + 8)/3 = 7.666.平均応答時間= 7.678C2B29B1C2C210B1C111B1B1C012B0 添字残処理時間名师资料总结 - - -精品资料欢迎

24、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 31 页，共 33 页 - - - - - - - - - 32演習（残処理時間順）（略解）到着時刻処理時間終了時刻応答時間A0333時刻実行終了（ FIFO ）B251210C34740A3A31A2A22B5A1A13C4B5C4A04C3B5C35C2B5C26C1B5C17B5B5C0(3 + 10 + 4)/3 = 5.666.8B4B49B3B310B2B211B1B112B0平均応答時間= 5.67演習（）（略解）到着時刻処理時間終了時刻応答時間A0699時

25、刻(FIFO)実行終了入口?出口0A6A61A5B441511C2514122C5A43A3C5C54B4A3C45B4A3C36C2B4A3A37C2B4A28C2B4A19C2B4B4A0(9 + 11 + 12)/3 = 10.666.平均応答時間= 10.67 添字残処理時間10C2B311C2B212B1C2C213B1C114B1B1C015B0名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 32 页，共 33 页 - - - - - - - - - 33演習（残処理時間

26、順）（略解）到着時刻処理時間終了時刻応答時間A0666時刻実行終了（ FIFO ）0A6A61A5A5B44106C2515132C5A4A43C5A3A34B4C5A2A25B4C5A1A16B4C5B4A07B3C5B38B2C5B29B1C5B1(6 + 6 + 13)/3 = 8.333.10C5C5B011C4C412C3C313C2C214C1C115C0平均応答時間= 8.33 添字残処理時間計数型非負正数値 初期値：wait：正引進 0signal: 待個選択続行1足名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 33 页，共 33 页 - - - - - - - - -