作業系統基礎第二講

作業系統基礎第二講 程序管理

考點一：程序的基本概念

1. 程序的順序執行

1. 概念

   

   

2. 前驅圖

   

   

2. 程式併發執行的特徵

1. 間斷性

   

2. 失去封閉性

   

3. 不可再現性

   

考點二： 程序的特徵與狀態

1. 特徵的定義

2. 程序的三種基本狀態

1. 就緒態

   已經分配好除CPU以外所有必要資源，可以進入處理機，排隊等待

2. 執行態

   正在處理機中執行的狀態

3. 阻塞態

   正在執行的程序由於發生事件（如I/O請求失敗，資源佔用等），無法繼續執行，進入阻塞態等待分配資源

3. 掛起狀態

1. 建立狀態

   申請空白PCB，填寫人控制管理資訊；分配資源；轉入就緒態

   

   

2. 終止態

   等待系統進行善後處理，將PCB清零，並將PCB空間返還系統

   

   

3. 終止狀態操作過程

   

4. 引起阻塞事件

   

4， 程序控制塊

1. 程序控制塊PCB作用

   

2. 處理機狀態

   

考點四：程序同步

1. 基本概念

1. 間接相互制約

   

2. 直接相互制約

   

3. 臨界資源

   

4. 臨界區

   

5. 同步機制應遵循的規則

   

   

2. 程序同步軟體實現方法

1. 單標誌法

   

   

2. 雙標誌先檢法

   

   

   同時進入會違背忙則等待

3. 雙標誌後檢法

   

   

   兩程序都想進去會導致飢餓

4. Peterson演算法

   

   

   解決了飢餓現象，但會處於忙等

3. 程序同步硬體實現方法

1. 關中斷

   

2. 利用Test-and-Set指令實現互斥

   

   

4. 鎖機制

1. LockOne類

   

2. LockTwo類

   

3. Peryerson鎖

   

4. Barkey鎖

   

5. 訊號量機制

1. 整形訊號量

   

   阻塞：P（S）/wait（S）

   釋放：V（S）/signal（S）

2. 記錄型訊號量

   

3. AND型訊號量

   

6. 訊號量的應用

1. 利用訊號量實現程序互斥

   

   

   

   

考點五：管程機制

1. 管程的定義

2. 管程的組成

3. 管程的特性

4. 管程與程序的對比

5. 條件變數

考點六：程序通訊

1. 為什麼需要程序通訊

程序通訊特點

2. 訊息傳遞系統

3. 管道通訊

4. 訊息傳遞通訊的實現方法

1. 直接通訊

   

2. 間接通訊

   

5. 執行緒

1個程序包含多個執行緒

作為排程和分派的基本單位

程序可以擁有資源，並作為系統中擁有資源的基本單位

執行緒本身並不擁有系統資源，僅有一點必不可少，能保證獨立執行的資源；被允許多個執行緒共享該程序所擁有資源。

• 核心支援執行緒和使用者級執行緒

  

  

考點七：經典同步問題

1. 哲學家進餐問題

2. 讀者寫者問題

3. 理髮師問題

4. 抽菸者問題