QiYongchuan
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1 year ago 第二章 进程的描述与控制 进程与线程
进程是操作系统中的一个基本概念，它是指正在运行的程序的实例。每个进程都有自己的地址空间、内存、文件句柄、环境变量等资源。进程是操作系统中资源分配的基本单位，不同的进程之间相互独立，互不干扰。
线程是进程中的一个执行单元，它是进程中的一个实体，负责执行进程中的代码。一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的地址空间和其他资源。线程是操作系统中调度的基本单位，不同的线程之间可以共享进程的资源，但是也需要进行同步和互斥。
并发是指多个任务在同一时间段内执行，它是一种处理多任务的方式。在计算机系统中，多个进程或线程可以同时执行，从而实现并发处理。并发可以提高系统的吞吐量和响应速度，但是也需要考虑同步和互斥的问题。
类比
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进程类比为一个工厂，每个工厂都有自己的资源和生产线，可以独立地生产产品。
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线程则可以类比为工厂中的工人，他们负责具体的生产工作，共享工厂的资源和生产线。
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程序可以理解为工厂的生产计划，它描述了工厂需要生产的产品种类、数量、生产流程等信息。在操作系统中，程序是指一组指令的集合，它们按照一定的顺序组成，可以被计算机执行。程序需要被加载到内存中才能运行，而进程则是程序在内存中的实例。因此，可以将程序看作是工厂的生产计划，而进程则是根据生产计划创建出来的实际工厂。
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操作系统可以类比为工厂的管理者，负责协调和管理各个工厂的资源和生产线，以确保整个生产系统的稳定和高效运行。操作系统需要管理进程和线程的创建、调度和销毁，同时还需要提供各种系统调用和服务，以支持应用程序的运行。
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并发则可以类比为多个工厂同时生产产品，从而提高整个生产系统的效率。
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共享在工厂中，共享可以指多个工人共同使用同一台机器或同一种原材料，以提高生产效率。在操作系统中，共享可以指多个线程或进程共享同一块内存或同一种资源，以提高系统的利用率和效率。共享需要考虑同步和互斥的问题，以避免资源竞争和数据不一致的情况。在工厂中，可以通过制定工作流程和规定使用机器的时间来实现共享；在操作系统中，可以通过使用锁、信号量等同步机制来实现共享。
线程与进程的比较：试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。
（1）调度性：进程为资源拥有的基本单位，线程在OS中作为调度和分派的基本单位。 （2）并发性：进程可以并发执行，一个进程内多个线程也可并发执行。 （3）拥有资源：进程始终是拥有资源的基本单位，线程只有在运行时拥有必不可少的资源，本身基本不拥有系统资源，只能访问隶属进程的资源。 （4）系统开销。系统在创建、撤销和切换进程时付出的开销显著大于线程。
理解：1.工厂拥有资源的单位，而工人只是干活的单位；2.工厂和工人都可以同时处理多项任务； 3.工厂始终拥有资源，工人只有在工厂工作时才拥有一些必要的资源，但这些资源都不是工人的，工人可以使用，但无权拥有。 4.开销：创建、撤销、转换一家工厂所需要的花费成本必然比更换工人要高。
线程与程序的比较：试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序
（1）动态性：进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程有一定的生命周期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。 （2）并发性：并发性是进程重要的特征，同时也是OS的重要特征，引入进程的目的正是为了使其程序能和其他进程的程序并发执行，而程序不能并发执行。 （3）独立性：是指进程实体是一个能够独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。 而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参与运行。
理解：程序可以理解为工厂的生产计划，它描述了工厂需要生产的产品种类、数量、生产流程等信息。在操作系统中，程序是指一组指令的集合，它们按照一定的顺序组成，可以被计算机执行。程序需要被加载到内存中才能运行，而进程则是程序在内存中的实例。因此，可以将程序看作是工厂的生产计划，而进程则是根据生产计划创建出来的实际工厂
总结：
1.进程的定义： 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的独立单位。
2.进程的特征：
动态性、并行性、独立性、异步性
进程的基本状态和转换
在工厂中，进程的基本状态可以类比为工厂的生产状态，包括就绪状态、运行状态、阻塞状态和终止状态。就绪状态表示工厂已经准备好了生产，等待工人的分配和调度；运行状态表示工人正在生产产品；阻塞状态表示工人暂时无法继续生产，需要等待某些条件满足；终止状态表示工厂已经完成了生产任务，可以关闭或销毁。
试说明进程在三个状态之间转换的基本原因
- 处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便会由就绪状态转变为执行状态
- 当前进程因发生某件事无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转化为阻塞状态
- 当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态。
操作系论课上.pdf
简答题可能的点
第一章 1.视从交互性、及时性和可靠性比较实时系统和分时系统
交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些专用服务程序，不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。
及时性：实时信息查询系统对实时性的要求与分时系统类似，都是依人所能接收的等待时间来确定，而实时控制系统的及时性，是依控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级。
可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 来源 以及课本P12
2.OS有哪些特征，最基本的特征是？
操作系统的特征有：并发、共享、虚拟、异步，最基本的特征是并发（进程在同一时间间隔内交替执行）和共享（多个计算机进程共享计算机资源）
第二章
(1 )调度性。线程在 OS 中作为调度和分派的基本单位,进程只作为资源拥有的基本单位。 (2 )并
发性。进程可以并发执⾏,⼀个进程的多个线程也可并发执⾏。 (3 )拥有资源。进程始终是拥有资
源的基本单位,线程只拥有运⾏时必不可少的资源,本身基本不拥有系统资源,但可以访问⾪属进程
的资源。 (4 )系统开销。操作系统在创建、撤消和切换进程时付出的开销显著⼤于线程。
第三章 1.死锁 1.何为死锁，死锁产生的必要原因？必要条件（简答题） 多个进程因循环等待它方占有的非剥夺性资源竞争而无限期地僵持下去的局面。 原因：非剥夺性资源的竞争和进程的不恰当推进顺序。 必要条件：互斥条件 不剥夺条件 请求和保持条件 循环破坏条件
在计算机系统中，死锁指的是多个进程或线程因为竞争有限的资源而相互等待，导致系统无法继续执行下去。类比中的死锁可以是多个工人互相等待对方释放资源，最终导致整个工厂停止生产。
第四章 存储器管理 1.引入动态重定位？如何实现？ 所谓地址重定位，就是当⼀个程序装⼊到与其地址空间不⼀致的存 储空间⽽进⾏的地址变换过程，即将地址空间给出的逻辑地址映射到内存的物理 地址上。地址重定位有静态重定位和动态重定位两种⽅式。 采⽤内存分区管理时，在硬件上设置⼀个“重定位寄存器”可以实现程序运⾏时的 动态重定位。这种情况下地址重定位是在程序执⾏期间由地址变换机构动态实现 的，主要的计算依据是：物理地址=逻辑地址+重定位寄存器的内容。
2.分页系统地址变换
第六章
1.各磁盘调度算法的优缺点
第七章 1.文件目录 2.索引
计算题
第三章 进程 1.银行家算法（10分） 2.进程同步： 爸妈放水果以及 消费者生产者 以及哲学家吃饭（10分）
第四章 存储
1.连续分配存储管理
动态分区分配（可变）
需要注意的点：1.每个动作对应 已分配分区 与 空闲分区 2. 已分配分区（作业，始址，大小） 空闲分区（始址，大小） 3.各算法的区别（首次适应是地址，最佳是剩余分区容量）
2.非连续分配存储管理
基本分页存储管理
（2）在请求分页存储管理中，系统是通过页表进行地址转换。 先将逻辑地址分解成页号P和页内地址W两部分，然后查页表，可得页号P对应的物理块号为B，从而变换出对应的物理地址为： 物理地址=块号×页面大小+页内地址
第五章：虚拟内存 只考这一道 （10分） 1.请求分页存储管理（页面置换算法）