第一部分 操作系统概论
脱机输入/输出
具体的输入/输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入/输出”
批处理
作业是由操作系统成批地进行处理,操作系统能自动地从输入池读入下一个作业,并予以运行和输出,如此直到整批作业全部处理完毕。
SPOOLING
由操作系统将磁盘模拟为输入/输出设备的处理方式称为SPOOLING(Simultaneous Peripheral Operating On Line),即“并行的外部设备操作联机”,也称“假脱机”。SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。
分时系统
为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率,系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境,这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。
多路性
一台主机可连接多台终端,多个终端用户可以同时使用计算机,共享系统的硬软件资源。
交互性
用户能与系统进行对话。在一个多步骤作业的运行过程中,用户能通过键盘等设备输入数据或命令,系统获得用户的输入后做出响应,显示执行的状况或结果。
实时操作系统
是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统
多处理机系统
一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。一般用微处理器构成阵列系统,其运算速度可以达到上万亿次,
分布式操作系统
分布式系统是一种多计算机系统,这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源,并用通信线路连接起来,具有独立执行任务的能力。分布式系统具有一个统一的操作系统,它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务,并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行,并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信,以协调任务的并行执行。以上所有的管理工作对用户都是透明的。
网络操作系统:计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机和各种计算机设备连接起来的集合,它主要用于数据通信和资源共享,特别是软件和信息共享。
作业:请求计算机完成的一个完整的处理任务称为作业,它可以包括几个程序的相继执行。一个复杂的作业可由多个作业步组成,如编译、运行、打印一个程序的全部工作是一个作业,其中相对独立的每一部分称为作业步。
进程(不支持线程的进程):程序在一个数据集合上的运行活动,它是系统进行资源分配和调度的一个可并发执行的独立单位。
并发:并发是指在某一时间间隔内计算机系统内存在着多个程序活动。并发是从宏观上(这种“宏观”也许不到一秒的时间)看多个程序的运行活动,这些程序在串行地、交错地运行,由操作系统负责这些程序之间的运行切换,人们从外部宏观上观察,有多个程序都在系统中运行。
虚拟:例如操作系统将一台互斥共享设备虚拟成同时共享设备。
共享:共享是指多个用户或程序共享系统的软、硬件资源。
不确定性:不确定性指的是使用同样一个数据集的同一个程序在同样的计算机环境下运行,每次执行的顺序和所需的时间都不相同。操作系统的不确定性不是指程序执行结果的不确定。
第2部分 进程管理名词解释
进程:进程(不支持线程的进程)是程序处于一个执行环境中在一个数据集上的运行过程,它是系统进行资源分配和调度的一个可并发执行的独立单位。
进程控制块PCB(Process Control Block):系统用于查询和控制进程运行的档案,它描述进程的特征,记载进程的历史,决定进程的命运。
执行(Running)状态:进程占用了CPU,正在执行指令的状态。
就绪(Ready)状态:进程拥有除了CPU之外的任何其他的资源和运行条件,只是由于还没有给它分配CPU而处于下一个执行阶段的起跑线上,它已“万事俱备,只欠东风”,因此就绪状态进程在逻辑上是可执行的。在一个系统中可以有多个进程处于就绪状态,通常将它们排在一个(或多个)就绪队列中。
阻塞(Blocked)状态:阻塞状态也称睡眠状态、封锁状态或挂起状态等。某些系统中这些状态有微小的差别。一个进程因某个原因(或事件)暂时无法继续运行下去,因此放弃了CPU,等待影响它运行的因素消除。引起进程阻塞的原因很多,如进程在等待用户输入数据,或等待I/O设备空闲,或等待其他进程发一个同步信号等。一个进程进入了阻塞状态后,系统根据不同的原因将它们排入某一个阻塞队列中。
高级调度:又称长程调度、作业调度或接纳调度等,它决定处于输入池中的哪个后备作业可以调入主系统做好运行的准备,成为一个或一组就绪进程。系统中高级调度的执行频度较低,一个作业只需经过一次高级调度。
中级调度:又称中程调度,它决定处于交换区中的就绪进程中哪一个可以调入内存,以便直接参与对CPU的竞争。在内存资源紧张时,为了将进程调入内存,必须将内存中处于阻塞状态的进程调至交换区,以便为调入进程腾出空间。这相当于使处于内存中的进程和处于盘交换区中的进程交换了位置,故中级调度又称为“对换调度”。中级调度是为了缓解内存资源的紧张状态,在多道程序范畴内实现进程动态覆盖和进程级的虚拟存储器技术。一个进程在其运行期间可能需要经过多次中级调度。
低级调度:又称短程调度或进程调度。它决定驻在内存中的哪一个就绪进程可以占用CPU,使其获得实实在在的执行权力,故低级调度又可称处理机调度或分派调度。低级调度执行频度很高。
先来先服务(FIFO)调度算法:先来先服务算法是按照进程到达就绪队列的时间次序分配处理机,这是一种不可抢占式的简单算法。
时间片轮转法:进程按到达的时间排在一个先进先出就绪队列中,调度程序每次选择队首的就绪进程,使其占用处理机,并运行一段称为“时间片”的固定时间间隔。在这个时间片内,如运行任务完成或因I/O等原因进入了阻塞状态,该进程就提前退出执行队列,调度程序就使就
进程通信方式绪队列中的下一个进程占用处理机,使用一个时间片。当一个进程耗费完了一个时间片而尚未执行完毕,调度程序就强迫它放弃处理机,使其重新排到就绪队列末尾,再等待一个轮转周期。
优先级调度算法:为了能反映出各种进程的重要和紧迫程度,系统赋予每一个进程一个优先数,用优先数表示该进程的优先级。调度程序总是从就绪队列中挑选一个优先级最高的进程,使之占用处理机。优先级调度算法分为两类,一类是静态优先级法,另一类是动态优先级法。
静态优先级法:在一个进程创建时就赋予它一个优先级,在进程运行期间该优先级保持不变。
动态优先级法:能反映进程在运行过程中不同阶段的优先级变化情况。例如,一个总体CPU忙的进程在其I/O阶段就应提高其优先级,一旦在此阶段需要占用CPU,就应当尽快满足要求,以使它能尽快地启动下一次I/O操作。反之,一个总体I/O繁忙的进程,可能在输入一批数据后的一段时间内,需要大量的计算或数据处理时间,这是它的CPU繁忙阶段,这时该进程的优先级就不必像I/O繁忙阶段那样高。一个运行到某一阶段的进程,需要和用户交互才能正确运行下去,也应当在该阶段提高优先级,以减少用户等待的时间。
线程:一个进程内部可以有一至多个线程,每一个线程具有如下特征:
n          线程的执行状态(运行、就绪等);
n          当不处于执行状态时保存的线程上下文环境;
n          一个执行栈;
n          存取所属进程内的主存和其他资源,在本进程的范围内与所有线程共享这些资源。
线程带来的关键好处是提高了操作系统的性能。在一个现存的进程中创建一个新的线程的时间远小于创建一个新的进程。研究表明,创建一个新进程的开销是一个线程的10倍。终止一个线程的时间也较小。在同一个进程内部两个线程的切换开销比进程之间的切换开销小得多。这样,一个应用要实现为一组相关的执行单元,那么用一组线程执行而不是用一组分开的进程执行,其效率就要高得多。
第3部分  进程通信名词解释
互斥:两个或两个以上的进程竞争某些同时只能被一个进程使用的资源的情况下,就需要一种
互斥机构来协调,控制为这些进程分配资源的次序。
同步:两个或两个以上的进程要协作完成一个任务,它们之间就要互相配合,需要在某些动作之间进行同步,即一个进程的某些动作与协作进程某些动作之间在时序上要有一定的关系。如果协作进程的某些操作没有完成,那么进程就要在执行路径的某些点上等待这些操作的完成,之后才能继续执行下去。
临界资源:在一段时间内只能允许一个进程访问的资源称为临界资源。

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