軟考軟件設(shè)計(jì)師專題講義：操作系統(tǒng)知識(shí)

　　1.2 處理機(jī)管理

　　處理器是計(jì)算機(jī)的心臟，在單用戶系統(tǒng)中或單道系統(tǒng)中，處理器為一個(gè)用戶或一個(gè)作業(yè)服務(wù)，管理簡(jiǎn)單。為了提高系統(tǒng)資源的利用率，引入了多道程序技術(shù)，即多個(gè)程序或作業(yè)同時(shí)運(yùn)行，爭(zhēng)用處理器，要解決處理器的分配調(diào)度的策略。因此引入了作業(yè)、進(jìn)程和線程的概念，基于操作系統(tǒng)對(duì)處理器的管理策略不同，其提供的作業(yè)處理方式也不同，又批處理方式、分時(shí)處理方式、實(shí)時(shí)處理方式、多道成批處理方式和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的處理方式等。

　　操作系統(tǒng)的核心位于硬件上，核心的目的是提供一種進(jìn)程賴以生存的環(huán)境，其主要任務(wù)就是接受中斷并做基本的處理，在進(jìn)程之間切換處理器，處理進(jìn)程之間的通信。

　　基本的硬件結(jié)構(gòu)是：

　　(1) 中斷結(jié)構(gòu)：為了使輸入輸出活動(dòng)與處理器的活動(dòng)并行，提出了中斷處理程序;

　　(2) 特權(quán)指令：僅供操作系統(tǒng)使用的指令集合;

　　(3) 主存保護(hù)：多道程序系統(tǒng)中，必須對(duì)各進(jìn)程使用的主存加以保護(hù)，以防止其他進(jìn)程的非法操作;

　　(4) 時(shí)鐘：硬件時(shí)鐘以固定的時(shí)間間隔產(chǎn)生中斷信號(hào)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)處理器的調(diào)度以及實(shí)現(xiàn)與時(shí)間有關(guān)的任務(wù)不可或缺;

　　1.3進(jìn)程概念：

　　進(jìn)程在操作系統(tǒng)中是一個(gè)十分重要的概念。進(jìn)程是可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程�？梢哉f(shuō)，進(jìn)程是運(yùn)行中的程序，是程序的一次運(yùn)行活動(dòng)。相對(duì)于程序，進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，而程序是靜態(tài)的概念。

　　進(jìn)程具有5個(gè)基本特征：

　　Ø 動(dòng)態(tài)性：

　　Ø 并發(fā)性：

　　Ø 獨(dú)立性：

　　Ø 異步性：

　　Ø 結(jié)構(gòu)特征：

　　在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程是進(jìn)行系統(tǒng)資源分配、調(diào)度和管理的最小單位。另外需要注意的是，現(xiàn)代操作系統(tǒng)中還引入了線程(Thread)概念，它是處理器分配的最小單位。

　　進(jìn)程的狀態(tài)：

　　進(jìn)程在運(yùn)行中不斷地改變其運(yùn)行狀態(tài)。通常，具有3種最基本的狀態(tài)。

　　Ø 運(yùn)行：正占用處理器

　　Ø 就緒：只要獲得處理器即可運(yùn)行。

　　Ø 阻塞：正等待某個(gè)事件(如I/O完成)的發(fā)生。

　　在不少系統(tǒng)中，還增加了兩種基本狀態(tài)：

　　Ø 新?tīng)顟B(tài)：一個(gè)進(jìn)程剛剛建立，但還未將它送入就緒隊(duì)列時(shí)的狀態(tài)。

　　Ø 終止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程已經(jīng)正常結(jié)束或異常結(jié)束，系統(tǒng)已將它從就緒隊(duì)列中移出，但尚未將它撤消時(shí)的狀態(tài)。

　　下圖顯示了具有5種基本狀態(tài)的進(jìn)程狀態(tài)圖

　　另外，現(xiàn)在操作系統(tǒng)中有的還有掛起狀態(tài)。