作業系統問題總結之程序管理

2022-08-12 07:06:21 字數 1887 閱讀 7224

作業:

作業是用於需要計算機完成某項任務,而要求計算機所做工作的集合。乙個作業的完成要經過作業提交,作業收容、作業執行和作業完成4個階段。

程序定義:

乙個程序是乙個程式對某個資料集的執行過程,是分配資源的基本單位。

作業與程序區別:

程序狀態:

初始狀態、就緒狀態、執行狀態、等待狀態、終止狀態。

執行緒定義:

執行緒是作業系統能夠進行運算排程的最小單位。它被包含在程序之中,是程序中的實際運作單位。

執行緒狀態:

執行緒有執行、就緒、阻塞3個基本狀態,派生、阻塞、啟用、排程、結束5種基本操作。

程序/執行緒區別:

1、程序是資源分配的最小單位,執行緒是程式執行的最小單位(資源排程的最小單位)

2、程序有自己的獨立位址空間,每啟動乙個程序,系統就會為它分配位址空間,建立資料表來維護**段、堆疊段和資料段,這種操作非常昂貴。而執行緒是共享程序中的資料的,使用相同的位址空間,因此cpu切換乙個執行緒的花費遠比程序要小很多,同時建立乙個執行緒的開銷也比程序要小很多。

3、執行緒之間的通訊更方便,同一程序下的執行緒共享全域性變數、靜態變數等資料,而程序之間的通訊需要以通訊的方式(ipc)進行。

4、多程序程式更健壯,多執行緒程式只要有乙個執行緒死掉,整個程序也死掉了,而乙個程序死掉並不會對另外乙個程序造成影響,因為程序有自己獨立的位址空間。

臨界區:

臨界區指的是乙個訪問共用資源(例如:共用裝置或是共用儲存器)的程式片段,而這些共用資源又無法同時被多個程序訪問。

併發程序間制約:

直接制約和間接制約。

直接制約是由併發程序互相共享對方的私有資源所引起的。

間接制約是由競爭共有資源而引起的。

程序間互斥:

互斥是程序間要求共享資源,有些資源存在互斥作用,各程序間竟爭這些資源的關係稱為程序的互斥。 

程序間同步:

同步是多個程序中發生的事件存在某種時序關係,需要相互合作,共同完成項任務。

加鎖法:

當某個程序進入臨界區後,他將鎖上臨界區,直到他退出臨界區為止。併發程序在申請進入臨界區要測試是否被鎖,如果被鎖要等到臨界區開鎖後才有可能獲得臨界區。

p、v原語法:

採用訊號量管理相應臨界區的公有資源,訊號量的資料僅能由p、v原語操作改變,而原語執行期間不允許中斷發生。當某程序正在臨界區內執行時,其他程序如果執行了p原語操作,該程序在等待佇列中等待有其他程序做v原語操作釋放資源後,進去臨界區,這時p原語操作才真正結束。

加鎖法/ p、v原語法區別:

加鎖法採用反覆測試lock而實現互斥,存在cpu浪費和不公平的現象,p、v原語採用資訊量克服了加鎖法的弊端。

死鎖定義:

死鎖是指各併發程序互相等待對方所擁有的資源,且這些併發程序在得到對方資源之前不會釋放自己擁有的資源。

死鎖必要條件:

死鎖解決辦法:

哲學家問題:

有五個哲學家,他們的生活方式是交替地進行思考和進餐。他們共用一張圓桌,分別坐在五張椅子上。在圓桌上有五支筷子,哲學家飢餓時便試圖取用兩邊的筷子用餐。

約束條件:(1)只有拿到兩隻筷子時,才能吃飯。(2)若筷子已被別人拿走,則必須等別人吃完後才能拿到筷子。(3)在未拿到兩隻筷子吃飯前,不會放下手中拿到的筷子。

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