第二章 - 程式

2.1 程式的定義、組成、組織、特徵：

2.1.1 程式的定義：

• 程式：一個指令序列

1. 定義：程式是程式實體的執行過程，是系統進行資源分配和排程的一個獨立單位
2. 單道程式：
   1. 一次只能處理一個程式，當該程式執行時，cpu、記憶體、I/O裝置都要為它一個程式服務
   2. 程式的程式碼放在程式段內，程式執行過程處理的資料放在資料段
3. 多道程式：
   1. 一次可以處理多個程式
   2. 問題？作業系統怎麼找到各程式存在記憶體的位置　　
   3. 解決問題：系統為每個程式配置一個資料結構，叫做程式控制塊PCB，來掃描程式的各個資訊
4. 程式實體：
   1. 程式段、資料段、PCB組成程式實體(程式映像)
   2. 程式實體，也可以叫做程式

2.1.2 程式的組成：

• 程式的組成說的是：程式內部由哪些部分構成(和程式的組織要區分開)

1. PCB：
   1. PCB是程式存在的唯一標識
   2. 程式描述、資源分配等
   3. 記住：PCB程式的管理者，所需的資料全在PCB中
      1. 如：分配程式優先順序、程式標識的PID、UID，I/O裝置的分配
2. 程式段：
   1. 存放要執行的程式碼　　
3. 資料段：
   1. 存放程式執行過程中處理的各種資料

2.1.3 程式的組織：

• 程式的組織說的是：多個程式之間組織的方式
• 說的目的是：一個作業系統有非常多個PCB，它們是怎麼有效的管理起來這麼多個PCB

1. 連結方式：
   1. 把當前執行的程式分為不同的執行狀態
   2. 這些執行狀態會透過指標指向不同的PCB
   3. 指向不同的PCB，優先順序高的會在前面
2. 索引方式：
   1. 和連結方式一樣，它是透過索引表來指向

 

 2.1.4 程式特徵：

 2.1.5 總結：

1. 什麼程式是：程式是程式實體的執行過程，是系統進行資源分配和排程的一個獨立單位
2. 程式的組成：PCB、程式段、資料段
   1. PCB是基礎存在的唯一標識、基礎的管理者
   2. 程式段：放程式執行程式碼
   3. 資料段：放執行時使用的資料
3. 組織方式：連結、索引

2.2 程式的狀態與轉換：

2.2.1 程式的狀態：

1. 三種基本狀態：
   1. 執行態、就緒態、阻塞態
2. 其它兩種狀態：
   1. 建立態、終止態

2.2.2 程式的轉換：

 

 

 2.2.3 總結

1. 執行態：有cpu有資源
2. 阻塞態：什麼都沒有，可能是在等某個IO操作
3. 就緒態：有處了CPU之外的所有資源
4. 建立態：程式的建立
5. 終止態：程式的終止

 

2.3 程式的控制：

1. 程式的控制用原語進行控制
   1. 原語是要麼全執行，要麼全不執行
   2. 用關/開中斷來實現
2. 原語的不同操作共性：
   1. 跟新PCB中的資訊
   2. 將PCB插入合適的佇列
   3. 分配或回收資源
3. 想關原語：
   1. 建立原語
   2. 終止原語
   3. 阻塞原語 -阻塞和喚醒要成對出現
   4. 喚醒原語 -阻塞和喚醒要成對出現
   5. 切換原語
4. 各原語的功能：

 

 

 

 

 

 

 

2.9 FCFS、SJF、HRRN呼叫演算法：

2.9.1 先來先服務FCFS：

• FCFS的排程演算法，跟排隊買奶茶一樣，誰先，誰執行　

 

•  FCFS概念

 

 

2.9.2 短作業優先(不搶佔、搶佔)JSF：

• JSF的排程演算法，就是執行時間短的優先(搶佔)

 

• SRTN短作業搶佔呼叫演算法，根據執行的時間來互相搶佔

 

•  短作業的演算法概念

 

 2.9.3 高響應優先HRRN:

• 根據響應比來決定優先執行順序，得出響應比，就可以算週轉時間了

 

• HRRN的概念

 

 2.9.4 三種演算法的對比:

 

 2.9.5 總結、細節：

1. 記住週轉時間、帶權週轉時間、等待時間、和平均時間的公式
2. 記住HEER的響應比的公式
3. 細節：帶權週轉時間，指的是週轉時比執行時間大多少倍
4. 細節：等待時間公式是：等待時間=週轉時間-執行時間-(IO裝置操作時間-IO時間的減和不減要根據具體來分析)
5. 大細節-考試會考：JSF演算法是平均等待時間，平均週轉時間最少(宏觀上理解這句話)