408操作系统第二章总结

首先介绍了贯穿全章的进程和线程的概念，进程是一个抽象的概念，理解起来就和程序类似，但和程序并不是一类东西，它是为了更好的描述操作的过程，是程序运行的一次过程，它是由PCB，程序段和数据段构成。PCB就用来描述进程的基本情况和运行态。

是进程的唯一标志。接下来介绍了进程的状态分为运行态，就绪态，阻塞态，创建态，结束态，之后讲了他们之间的通行，这里很重要后面也会结合这个知识点进行讲解比如PV操作。之后讲了进程的控制，也就是对各个状态进行了详细的讲解，比如进程创建的过程等，后面介绍了进程的组成，就就比如进程创建块（PCB），如里面包含了进程标识符（PID），用户标识符（UID）。之后讲解了进程之间的通行，有共享存储，消息传递（分为直接通信方式和间接通信方式（又称为信箱通信方式））和管道通信。之后又讲解了线程，线程可以理解为轻量级的进程，它没有地址空间，用的是进程的地址空间。它可以分为用户级线程和内核级线程。多线程模型有一对一，一对多和多对多。

处理机的调度，因为一般计算机进程的数量多于处理机的数量，所以如何按照一种较公平的算法进行分配是很有必要的。进程调度分为作业调度（高级调度），内存调度（中级调度）和进程调度（低级调度）。经常调度和切换是相互联系的，因为在发送请求调度要求后，通过调度程序，才可以完成进程的切换，但有的时候不可以发送调度和切换，如在发送中断的时候，进程在操作系统内核的临界区的时候，进行原子操作的时候，可以理解为原语操作。进程调度也分为非抢占方式和抢占方式，一种是等进程运行完在进行操作，后一种是利用一些准则来进行判断合理的进行抢占。调度也有性能指标，如CPU利用率，系统吞吐量，周转时间，平均周转时间，等待时间，响应时间等。之后介绍了这节的重点调度算法，有先来向服务算法，短作业优先算法，优先级调度算法，高响应比优先调度算法，时间片轮转调度算法，多级反馈队列调度算法。这里介绍了它们的操作过程和特点，但要注意的是他们是否是会抢占，是否会发生饥饿。

进程的同步，因为操作系统具有的异步性，进程以不可预知的方向和速度运行。所以引入同步操作的机制来避免在并发时发生的结果异常。这里引入了临界资源是一次只能为一个进程所用，而访问临界资源的那段代码称为临界区。它分为进入区，临界区，退出区和剩余区。之后介绍了同步和互斥的两个的定义，为了避免互斥要满足，空闲让进，忙则等待，有限等待和让权等待。下面就介绍了互斥的方法，分为软件和硬件，软件有单标志法，双标志先检查法，双标志后检查法（这里会出现饥饿）和Peterson's Algorithm等的方法，硬件方法有中断屏蔽法，TestAndSet指令法，Swap指令法。后面介绍了信号量PV也是为了互斥和同步的问题，利用这些举了生产者-消费者，多生产者-多消费者，读者-写者，哲学家进餐和吸烟者问题（其实这里面就是类似c语言程序中间利用了PV的原子操作（这里的PV和后面介绍的管程PV是由区别的）进行互斥和同步）（PV的信号量分为互斥量和资源量来进行互斥和同步的操作）。最后介绍了管程这里面感觉就像是程序中的类，它给你封装好了，之后你进行调用来完成互斥和同步的操作。

最后介绍了死锁，为什么会造成死锁就是系统资源的竞争和进程推进顺序的非法，在上一章如果信号量使用不当也会造成死锁。进程死锁有4个必要条件需要同时满足才可以发送死锁，互斥条件，不剥夺条件，请求并保持条件和循环等待条件。这里引出了死锁的处理策略，分为死锁预防，破坏4个必要条件中的一个，死锁避免，系统的安全性举例了银行家算法，最后介绍了死锁的检测和解除，先用死锁定理判断是否发生，之后采用资源剥夺法，撤销检查法，进程回退法来解决死锁问题。