操作系统重点难点解析ppt课件.ppt

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1、计算机操作系统计算机操作系统内容提炼与重难点解析内容提炼与重难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 提纲提纲认识操作系统认识操作系统认识操作系统认识操作系统操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统课程重点与难点解析操作系统课程重点与难点解析操作系统课程重点与难点解析操作系统课程重点与难点解析 计算机操作系统内容提炼与重难点解析计算机操作系统内容提炼与重难点解析计算机操作系统内容提炼与重难点解析计算

2、机操作系统内容提炼与重难点解析1资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值一一.认识操作系统认识操作系统 2 什么是操作系统什么是操作系统什么是操作系统什么是操作系统 操作系统的特点操作系统的特点操作系统的特点操作系统的特点认识操作系统认识操作系统认识操作系统认识操作系统资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1.认识操作系统认识操作系统 从操作系统在计算机系统中从操作系统在计算机系统中从操作系统在计算机系统中从操作系统在计算机系

3、统中的位置来分析的位置来分析的位置来分析的位置来分析操作系统是什么操作系统是什么操作系统是什么操作系统是什么？操作系统能做什么操作系统能做什么操作系统能做什么操作系统能做什么？操作系统如何去做操作系统如何去做操作系统如何去做操作系统如何去做？3裸机裸机作作系系统统应应程程序序用用序序程程用用户户操操操作系统定义操作系统定义操作系统定义操作系统定义操作系统的功能操作系统的功能操作系统的功能操作系统的功能操作系统的实现技术操作系统的实现技术操作系统的实现技术操作系统的实现技术认识操作系统认识操作系统认识操作系统认识操作系统资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移

4、而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值认识操作系统认识操作系统认识操作系统认识操作系统2.操作系统的特点操作系统的特点l l内容庞杂、涉及面广内容庞杂、涉及面广内容庞杂、涉及面广内容庞杂、涉及面广管理、控制所有硬件管理、控制所有硬件管理、控制所有硬件管理、控制所有硬件管理所有软件，控制程序的执行管理所有软件，控制程序的执行管理所有软件，控制程序的执行管理所有软件，控制程序的执行为用户提供良好的接口为用户提供良好的接口为用户提供良好的接口为用户提供良好的接口l l实践性强实践性强实践性强实践性强 操作系统原理与实际运行的操作系统的关系操作系统原理与实际运行的操作系统的关系操作系统原理与

5、实际运行的操作系统的关系操作系统原理与实际运行的操作系统的关系 l l技术发展快技术发展快技术发展快技术发展快 基础性和先进性的关系基础性和先进性的关系基础性和先进性的关系基础性和先进性的关系 4裸机裸机作作系系统统应应程程序序用用序序程程用用户户操操资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值并行处理技术并行处理技术并行处理技术并行处理技术并行性并行性并行性并行性:处理多个同时性活动的能力处理多个同时性活动的能力处理多个同时性活动的能力处理多个同时性活动的能力并行处理并行处理并行处理并行处理:利用多个处理部件，为

6、完成一个整体任务而同利用多个处理部件，为完成一个整体任务而同利用多个处理部件，为完成一个整体任务而同利用多个处理部件，为完成一个整体任务而同时执行。时执行。时执行。时执行。5操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术虚拟技术虚拟技术虚拟技术虚拟技术用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离逻辑视图与的物理视图映射逻辑视图与的物理视图映射逻辑视图与的物理视图映射逻辑视图与的物理视图映射 二二.操作系统采用的技操作系统采用的技术术 资金

7、是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 1.并行处理技术并行处理技术(1)(1)多用户、多任务同时执行多用户、多任务同时执行多用户、多任务同时执行多用户、多任务同时执行(并发执行并发执行并发执行并发执行)如何描述任务如何描述任务如何描述任务如何描述任务 如何控制任务状态的变化如何控制任务状态的变化如何控制任务状态的变化如何控制任务状态的变化 多任务关系如何协调多任务关系如何协调多任务关系如何协调多任务关系如何协调 多任务如何调度多任务如何调度多任务如何调度多任务如何调度 6同步与互斥同步与互斥进程的引入与进程概念

8、进程的引入与进程概念进程状态及控制进程状态及控制进程调度进程调度操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值(2)(2)系统资源共享系统资源共享系统资源共享系统资源共享处理机如何共享处理机如何共享处理机如何共享处理机如何共享 存储器如何共享存储器如何共享存储器如何共享存储器如何共享 设备如何共享设备如何共享设备如何共享设备如何共享 信息如何共享信息如何共享信息如何共享信息如何共享 7存储分配、地址映射、虚存、存储保护存储分配、地址映射、虚存、存

9、储保护策略、调度、处理机分派策略、调度、处理机分派文件结构、存取方法、磁盘空间分配文件结构、存取方法、磁盘空间分配文件共享、文件保护、文件完整性文件共享、文件保护、文件完整性设备分配、虚拟设备、设备驱动设备分配、虚拟设备、设备驱动操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 2.虚拟技术虚拟技术 用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离用户的逻辑视图与操作系统所管理的物理视图分离用户的逻辑视图与操

10、作系统所管理的物理视图分离 8操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术操作系统采用的技术应用程序应用程序1，应用程序，应用程序2，应用程序应用程序nCPU1CPU2虚拟主存虚拟主存1打印机打印机1打印机打印机2虚拟主存虚拟主存2CPU主存主存打印机打印机分时分时主存管理主存管理假脱机打印假脱机打印软软件件硬硬件件资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值三三.操作系统内容提炼操作系统内容提炼 9 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼 现代操作系统内容框架现代操作系统内容框

11、架现代操作系统内容框架现代操作系统内容框架 操作系统与各层的关系操作系统与各层的关系操作系统与各层的关系操作系统与各层的关系 计算机系统结构与操作系统的关系计算机系统结构与操作系统的关系计算机系统结构与操作系统的关系计算机系统结构与操作系统的关系 多任务并发执行的机制和策略多任务并发执行的机制和策略多任务并发执行的机制和策略多任务并发执行的机制和策略 系统资源管理的策略和方法系统资源管理的策略和方法系统资源管理的策略和方法系统资源管理的策略和方法资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1现代操作系统内容框架现代

12、操作系统内容框架10操作系统的用户界面操作系统的用户界面进程概念进程概念进程控制进程控制进程同步进程同步进程调度进程调度进程及进程管理进程及进程管理系统资源管理系统资源管理处理机管理处理机管理存储管理存储管理设备管理设备管理文件系统文件系统操作系统与硬件的接口操作系统与硬件的接口 存储程序式计算机存储程序式计算机 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值112.操作系统与各层的关系操作系统与各层的关系裸机裸机作作系系统统应应程程序序用用序序程程用用

13、户户操操(1)OS(1)OS对各层的管理与控制对各层的管理与控制对各层的管理与控制对各层的管理与控制与硬件的关系与硬件的关系与硬件的关系与硬件的关系控制控制控制控制CPUCPU的工作的工作的工作的工作 访问存储器访问存储器访问存储器访问存储器设备驱动、中断处理设备驱动、中断处理设备驱动、中断处理设备驱动、中断处理与用户及其他软件的关系与用户及其他软件的关系与用户及其他软件的关系与用户及其他软件的关系控制、管理控制、管理控制、管理控制、管理提供方便的用户界面提供方便的用户界面提供方便的用户界面提供方便的用户界面提供优质的服务提供优质的服务提供优质的服务提供优质的服务 操作系统内容提炼操作系统内容

14、提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值12(2)(2)各层对各层对各层对各层对OSOS的制约和影响的制约和影响的制约和影响的制约和影响裸机裸机作作系系统统应应程程序序用用序序程程用用户户操操下层硬件环境的制约下层硬件环境的制约下层硬件环境的制约下层硬件环境的制约提供提供提供提供OSOS运行基础运行基础运行基础运行基础限制了限制了限制了限制了OSOS的功能实现的功能实现的功能实现的功能实现用户和上层软件的要求用户和上层软件的要求用户和上层软件的要求用户和上层软件的要求用户需求

15、用户需求用户需求用户需求提供优质的服务提供优质的服务提供优质的服务提供优质的服务方便的用户界面方便的用户界面方便的用户界面方便的用户界面 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值133.计算机系统结构与操作系统的关系计算机系统结构与操作系统的关系OSOS采用了一系列软件技术采用了一系列软件技术采用了一系列软件技术采用了一系列软件技术多道程序设计技术、分时技术、资源分配与调度等多道程序设计技术、分时技术、资源分配与调度等多道程序设计技术、分时技术、资

16、源分配与调度等多道程序设计技术、分时技术、资源分配与调度等计算机体系结构与硬件技术的变化计算机体系结构与硬件技术的变化计算机体系结构与硬件技术的变化计算机体系结构与硬件技术的变化 单单单单CPUCPU计算机计算机计算机计算机 计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络(多计算机系统多计算机系统多计算机系统多计算机系统)顺序计算模型顺序计算模型顺序计算模型顺序计算模型一对矛盾一对矛盾如何解决矛盾如何解决矛盾如何解决矛盾如何解决矛盾?消息传递型多计算机消息传递型多计算机消息传递型多计算机消息传递型多计算机 计算机系统结构计算机系统结构计算机系统结构计算机系统结构并行计算模型并行计算模型并行计算模型并

17、行计算模型操作系统操作系统操作系统操作系统 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值4多任务并发执行的机制和策略多任务并发执行的机制和策略(1)(1)所需的数据结构所需的数据结构所需的数据结构所需的数据结构进程控制块：进程控制块：进程控制块：进程控制块：PCBPCB进程队列进程队列进程队列进程队列就绪队列就绪队列就绪队列就绪队列各种等待队列各种等待队列各种等待队列各种等待队列运行指针运行指针运行指针运行指针14 就绪队列头指针就绪队列就绪队列 打印

18、机等待队列头指针打印机等待队列队列打印机等待队列队列运行指针 进程进程控制块控制块 PCB程 序 与 数 据 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值4多任务并发执行的机制和策略多任务并发执行的机制和策略(2)(2)进程控制、进程调度、进程队列结构之间的关联进程控制、进程调度、进程队列结构之间的关联进程控制、进程调度、进程队列结构之间的关联进程控制、进程调度、进程队列结构之间的关联进程控制进程控制进程控制进程控制进程调度进程调度进程调度进程调度功能

19、功能功能功能策略策略策略策略 15wait_lpt_q_startPCB3PCB7 next打印机等待队列结构打印机等待队列结构runningPCB4 next运行指针运行指针ready_q_start ready_q_startPCB1PCB2PCB9就绪队列结构就绪队列结构next创建撤消无无有有消亡消亡等待运行运行等待等待唤醒就绪就绪等待等待 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值4多任务并发执行的机制和策略多任务并发执行的机制和策略(3)

20、(3)多任务协调多任务协调多任务协调多任务协调多任务之间的相互制约关系多任务之间的相互制约关系多任务之间的相互制约关系多任务之间的相互制约关系间接的相互制约关系间接的相互制约关系间接的相互制约关系间接的相互制约关系 直接的相互制约关系直接的相互制约关系直接的相互制约关系直接的相互制约关系 16进程的直接相互制约关系进程的直接相互制约关系进程的直接相互制约关系进程的直接相互制约关系 互斥互斥互斥互斥同步同步同步同步 操作系统提供的同步机构操作系统提供的同步机构操作系统提供的同步机构操作系统提供的同步机构 锁、上锁操作、开锁操作锁、上锁操作、开锁操作锁、上锁操作、开锁操作锁、上锁操作、开锁操作信号

21、灯、信号灯、信号灯、信号灯、P P操作、操作、操作、操作、V V操作操作操作操作 操作系统提供同步机构操作系统提供同步机构 操作系统的资源分配功能操作系统的资源分配功能 两类同步问题：合作进程的执行次序两类同步问题：合作进程的执行次序 共享缓冲区的合作进程的同步共享缓冲区的合作进程的同步 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值17资源描述器资源描述器资源描述器资源描述器资源描述器定义资源描述器定义资源描述器定义资源描述器定义 描述描述各类资源的最

22、小分配单位的数据结构称为资源描述器描述描述各类资源的最小分配单位的数据结构称为资源描述器 rd rd。资源描述器内容资源描述器内容资源描述器内容资源描述器内容 资源名、资源类型、最小分配单位的大小资源名、资源类型、最小分配单位的大小、地址、分配标志、地址、分配标志、描述器链接信息、存取权限、密级、存取时间描述器链接信息、存取权限、密级、存取时间 (1)(1)资源分配机构资源分配机构资源分配机构资源分配机构 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资源信息块资源信息块资源信息块资源信息块资源信息块定义资源信息块定义资源信息块定义资源信息块定义 描述某类资源的请求者、可用资

23、源和该类资源分配程序等必要信描述某类资源的请求者、可用资源和该类资源分配程序等必要信息的数据结构。息的数据结构。5系统资源管理系统资源管理资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资源信息块内容资源信息块内容资源信息块内容资源信息块内容 请求者队列可利用资源队列资源分配程序等待队列头指针可利用资源队列头指针资源分配程序入口地址18PCB1PCB2PCBn资源分配程序等待队列头指针可利用资源队列头指针资源分配程序入口地址RD1RD2RDm 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的

24、价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值19资源信息块例资源信息块例资源信息块例资源信息块例中央处理机资源信息块内容中央处理机资源信息块内容中央处理机资源信息块内容中央处理机资源信息块内容 PCB1PCB2PCBk进程调度程序ready-q-start可用处理机信息scheduler-addrCPU描述器 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值20先请求先服务先请求先服务先请

25、求先服务先请求先服务每一个新产生的请求均排在队尾，而当资源可用时，资源分配程每一个新产生的请求均排在队尾，而当资源可用时，资源分配程序则从队列中选取第一个请求，并满足其需要。序则从队列中选取第一个请求，并满足其需要。排序原则排序原则排序原则排序原则：按请求的先后次序排序：按请求的先后次序排序 表头按请求的先后次序先后按自然顺序排列的就绪队列(2)(2)资源分配策略资源分配策略资源分配策略资源分配策略 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值21 表

26、头按优先级的高低排序高低按优先级高低排列的就绪队列优先调度优先调度优先调度优先调度在优先调度策略下，对于每一个进程要指定一个优先级，优先级在优先调度策略下，对于每一个进程要指定一个优先级，优先级反映了进程要求处理的紧迫程度。反映了进程要求处理的紧迫程度。每一个新产生的请求按优先级的高低插入到队列适当的位置上，每一个新产生的请求按优先级的高低插入到队列适当的位置上，而当资源可用时，资源分配程序则从队列中选取第一个请求，并而当资源可用时，资源分配程序则从队列中选取第一个请求，并满足其需要。满足其需要。排序原则排序原则排序原则排序原则：按优先级的高低排序：按优先级的高低排序 操作系统内容提炼操作系统

27、内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值22针对设备特性的调度策略针对设备特性的调度策略针对设备特性的调度策略针对设备特性的调度策略调度的目标调度的目标调度的目标调度的目标 当有大量当有大量当有大量当有大量I/OI/O请求时，降低完成这些请求时，降低完成这些请求时，降低完成这些请求时，降低完成这些I/OI/O服务的总时间服务的总时间服务的总时间服务的总时间移臂调度移臂调度移臂调度移臂调度 总是选取与当前移动臂前进方向上最近的那个总是选取与当前移动臂前进方向上最近的那个总是

28、选取与当前移动臂前进方向上最近的那个总是选取与当前移动臂前进方向上最近的那个I/OI/O请求，请求，请求，请求，使移臂距离最短。使移臂距离最短。使移臂距离最短。使移臂距离最短。旋转调度旋转调度旋转调度旋转调度 总是选取与当前读写头最近的那个总是选取与当前读写头最近的那个总是选取与当前读写头最近的那个总是选取与当前读写头最近的那个I/OI/O请求，使旋转圈请求，使旋转圈请求，使旋转圈请求，使旋转圈数最少。数最少。数最少。数最少。UNIXUNIX、LinuxLinux系统的磁盘调度采用的是电梯调度策略系统的磁盘调度采用的是电梯调度策略系统的磁盘调度采用的是电梯调度策略系统的磁盘调度采用的是电梯调度

29、策略 操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼操作系统内容提炼资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值四四.操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析 23 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析 进程状态及变迁进程状态及变迁进程状态及变迁进程状态及变迁 进程的同步与互斥进程的同步与互斥进程的同步与互斥进程的同步与互斥 页式存储管理技术页式存储管理技术页式存储管理技术页式存储管理技术 文件索引结构文件索引结构文件索引结构文件索引

30、结构资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值24(1)(1)进程的三个基本状态及变迁进程的三个基本状态及变迁进程的三个基本状态及变迁进程的三个基本状态及变迁 运行、就绪、等待运行、就绪、等待运行、就绪、等待运行、就绪、等待 运运 行行服务请求(请求I/O等)服务完成/事件来到进程调度 等等 待待 就就 绪绪 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析1.进程状态及变迁进程状态及变迁资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间

31、的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值25 运运 行行服务请求(请求I/O等)服务完成/事件来到进程调度时间片到 等等 待待 就就 绪绪 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析?资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值26(2)(2)具有进程基本状态的变迁图具有进程基本状态的变迁图具有进程基本状态的变迁图具有进程基本状态的变迁图 运运 行行服务请求(请求I/O等)服务完成/事件来到进程调度 等等 待待 就就 绪绪 操作系统课程重点

32、、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值27(3)(3)进程状态变迁的讨论进程状态变迁的讨论进程状态变迁的讨论进程状态变迁的讨论 运运 行行1243 等等 待待 就就 绪绪变迁变迁1 变迁变迁4变迁变迁3 变迁变迁4变迁变迁1 变迁变迁3 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，

33、其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值282.进程的同步与互斥进程的同步与互斥(1)(1)为什么需要同步为什么需要同步为什么需要同步为什么需要同步 并发程序的特点并发程序的特点并发程序的特点并发程序的特点失去程序的封闭性和可再现性失去程序的封闭性和可再现性失去程序的封闭性和可再现性失去程序的封闭性和可再现性 若一个程序的执行可以改变另一个程序的变量，那么，若一个程序的执行可以改变另一个程序的变量，那么，后者的输出就可能有赖于各程序执行的相对速度，即失后者的输出就可能有赖于各程序执行的相对速度，即失去了程序的封闭性特点。去了程序的封闭性特点。操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析

34、操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值29例：讨论共享公共变量的两个程序，执行时可能产生的不例：讨论共享公共变量的两个程序，执行时可能产生的不例：讨论共享公共变量的两个程序，执行时可能产生的不例：讨论共享公共变量的两个程序，执行时可能产生的不同结果。同结果。同结果。同结果。设：程序设：程序A A对做对做n n加加1 1的操作，的操作，程序程序B B打印打印n n值，并将它重新置为零。值，并将它重新置为零。程序程序A n:=n+1;程序程序B print(n)

35、;n:=0;程序A的n:=n+1与程序B的两个语句的关系 n的初值 打印的结果 n的最终赋值 之前 10 11 0 之后 10 10 1 之间 10 10 0 设n初值为10 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值30(2)(2)如何实现正确的同步如何实现正确的同步如何实现正确的同步如何实现正确的同步 操作系统提供同步工具操作系统提供同步工具操作系统提供同步工具操作系统提供同步工具锁、上锁原语、开锁原语锁、

36、上锁原语、开锁原语锁、上锁原语、开锁原语锁、上锁原语、开锁原语 能实现互斥能实现互斥信号灯、信号灯、信号灯、信号灯、P P操作原语、操作原语、操作原语、操作原语、V V操作原语操作原语操作原语操作原语 能实现同步与互斥能实现同步与互斥用户编程时，正确描述有直接相互制约关系的各进程的用户编程时，正确描述有直接相互制约关系的各进程的用户编程时，正确描述有直接相互制约关系的各进程的用户编程时，正确描述有直接相互制约关系的各进程的同步关系同步关系同步关系同步关系 (互斥的实现相对简单，这里不作讨论互斥的实现相对简单，这里不作讨论)操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难

37、点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值31什么是进程同步什么是进程同步什么是进程同步什么是进程同步 所谓同步，就是并发进程在一些关键点上可能需要互相等待与互通消所谓同步，就是并发进程在一些关键点上可能需要互相等待与互通消息，这种相互制约的等待与互通消息称为进程同步。息，这种相互制约的等待与互通消息称为进程同步。进程同步的例进程同步的例进程同步的例进程同步的例 病员就诊病员就诊病员就诊病员就诊 看病活动：看病活动：要病人去要病人去化验；化验；等等化验结果；化验结果；继续诊病；继续

38、诊病；化验活动：化验活动：需要进行化验需要进行化验?进行进行化验；化验；开出化验结果；开出化验结果；(3)(3)进程同步的概念进程同步的概念进程同步的概念进程同步的概念 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值32共享缓冲区的计算进程与打印进程的同步共享缓冲区的计算进程与打印进程的同步共享缓冲区的计算进程与打印进程的同步共享缓冲区的计算进程与打印进程的同步 计算进程计算进程 cp cp和打印进程和打印进程 i

39、op iop公用一个单缓冲公用一个单缓冲 缓冲区缓冲区bufbufiop cpABCDABCDEE 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值33(4)(4)进程同步的实现进程同步的实现进程同步的实现进程同步的实现 设：程序设：程序A A对做对做n n加加1 1的操作，程序的操作，程序B B打印打印n n值，并将它重新值，并将它重新置为零。置为零。PA n:=n+1;PB print(n);n:=0;信号灯设置

40、信号灯设置信号灯设置信号灯设置 s s：表示进程：表示进程A A是否执行了加是否执行了加1 1操作，操作，s=0 s=0 同步描述同步描述同步描述同步描述 PA n:=n+1;v(s);PB p(s);print(n);n:=0;操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值34合作进程的执行次序合作进程的执行次序合作进程的执行次序合作进程的执行次序 进程流图进程流图进程流图进程流图 P3 s fP5P1P2P4P

41、6P9P10P8 f sP5P6P7 s f(5)(5)两类同步问题的解法两类同步问题的解法两类同步问题的解法两类同步问题的解法 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值35 P9P10P8 f s分析任务的同步关系分析任务的同步关系分析任务的同步关系分析任务的同步关系 任务启动后任务启动后 P P8 8先执行，当它结束后，先执行，当它结束后，P P9 9 、P P1010可可以开始执行，以开始执行，P P9

42、 9 、P P1010都执行完毕后，任务终止。都执行完毕后，任务终止。信号灯设置信号灯设置信号灯设置信号灯设置 设两个同步信号灯设两个同步信号灯s s9 9、s s1010分别表示进程分别表示进程P P9 9和和P P1010能否开始执行，其初值均为能否开始执行，其初值均为0 0。同步描述同步描述同步描述同步描述 P P8 8 P P9 9 P P1010 P(P(s s9 9)；P(P(s s1010)；V(V(s s9 9)；V(V(s s1010)；例例例例:P P8 8、P P9 9 、P P1010为一组合作进程，其进程流图如图所为一组合作进程，其进程流图如图所示，试用信号灯的示，试

43、用信号灯的p p、v v操作实现这三个进程的同步。操作实现这三个进程的同步。操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值36 计算进程计算进程 cp cp和打印进程和打印进程 iop iop公用一个单缓冲，公用一个单缓冲，为了完成正确的计算与打印，试用信号灯的为了完成正确的计算与打印，试用信号灯的 p p、v v操作实现这两个进程的同步。操作实现这两个进程的同步。缓冲区缓冲区bufbufiop cp共享缓冲区的合

44、作进程的同步的解法共享缓冲区的合作进程的同步的解法共享缓冲区的合作进程的同步的解法共享缓冲区的合作进程的同步的解法分析任务的同步关系分析任务的同步关系分析任务的同步关系分析任务的同步关系 当当cpcp进程把计算结果送入进程把计算结果送入bufbuf时，时，iopiop进程才能从进程才能从bufbuf中取出结果去中取出结果去打印，即当打印，即当bufbuf内有信息时，内有信息时，iopiop进程才能动作，否则必须等待。进程才能动作，否则必须等待。当当iopiop进程把进程把bufbuf中的数据取出打印后，中的数据取出打印后，cpcp进程才能把下一个计算结进程才能把下一个计算结果数据送入果数据送入

45、bufbuf中，即只有当中，即只有当bufbuf为空时，为空时，cpcp进程才能动作，否则必进程才能动作，否则必须等待。须等待。操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值37 缓冲区bufiop cp同步描述同步描述同步描述同步描述 cp:iop:cp:iop:p(p(sasa)；产生一个数据；产生一个数据；产生一个数据；产生一个数据；从从从从bufbuf中取数据；中取数据；中取数据；中取数据；p(p(sbsb

46、)；v(v(sbsb)；将数据放入将数据放入将数据放入将数据放入buf buf 打印；打印；打印；打印；v(v(sasa)；信号灯设置信号灯设置信号灯设置信号灯设置信号灯信号灯sasa用来表示缓冲区中是否有可供用来表示缓冲区中是否有可供打印的计算结果，其初值为打印的计算结果，其初值为0 0。sa=0sa=0信号灯信号灯sbsb用以表示缓冲区有无空位置存放新用以表示缓冲区有无空位置存放新的信息，其初值为的信息，其初值为1 1。sb=1sb=1 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，

47、是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值383.页式存储管理技术页式存储管理技术(1)(1)虚地址结构虚地址结构虚地址结构虚地址结构 当当CPUCPU给出的虚地址长度为给出的虚地址长度为1616位，页面大小为位，页面大小为1KB1KB时，时，在分页系统中地址结构的格式如下在分页系统中地址结构的格式如下 15 10 9 0页号页号 P页内位移页内位移 W虚存的大小：虚存的大小：虚存的大小：虚存的大小：2 21010 226 6 p w31 12 11 0页号页号P页内位移页内位移W虚存的大小：虚存的大小：虚存的大小：虚存的大小：2 22020 221212mov

48、 r1,205012301KB2KB3KB1作业2地址空间20020500 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析 CPU CPU给出的虚地址长度为给出的虚地址长度为3232位，页面大小为位，页面大小为4KB4KB时时资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值39(2)(2)页表与页式存储管理功能之间的关系页表与页式存储管理功能之间的关系页表与页式存储管理功能之间的关系页表与页式存储管理功

49、能之间的关系 页式存储管理功能页式存储管理功能页式存储管理功能页式存储管理功能页式地址变换页式地址变换页式地址变换页式地址变换请调页面请调页面请调页面请调页面淘汰页面淘汰页面淘汰页面淘汰页面页表页表页表页表 页页 号号 主存块号主存块号 中断位中断位 辅存地址辅存地址 引用位引用位 改变位改变位页式地址变换页式地址变换请调页面请调页面淘汰页面淘汰页面 操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析操作系统课程重点、难点解析资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值40(3)(3)页

50、面淘汰算法页面淘汰算法页面淘汰算法页面淘汰算法 先进先出淘汰算法先进先出淘汰算法先进先出淘汰算法先进先出淘汰算法(FIFO(FIFO算法算法算法算法)什么是先进先出淘汰算法什么是先进先出淘汰算法什么是先进先出淘汰算法什么是先进先出淘汰算法 总是选择在主存中居留时间最长总是选择在主存中居留时间最长总是选择在主存中居留时间最长总是选择在主存中居留时间最长(即最早进入主存即最早进入主存即最早进入主存即最早进入主存)的的的的一页淘汰。一页淘汰。一页淘汰。一页淘汰。先进先出淘汰算法的实现先进先出淘汰算法的实现先进先出淘汰算法的实现先进先出淘汰算法的实现建立一个页面进入主存的先后次序表；建立一个页面进入主