程序并发执行与顺序执行相比会产生哪些新特征

程序并发执行与顺序执行相比会产生可分割性、失去封闭性、失去可再现性。

可分割性：通过并发执行有可能提高计算的性能。有些程序本质上并不需要并行执行，但如果能使用多个处理器同时计算，可能得到很大的速度提升，或者满足实际的需要。

失去可再现性：计算机硬件通常控制着一批独立设备和部件。这些设备/部件的特性和 *** 作速度不同，相应控制程序最好作为独立的进程，根据需要开始/结束或暂时中断。需要与处理器上运行的其他线程交互，实现系统的整体行为。

失去封闭性：许多程序里，特别是各种服务器、图形应用、计算机模拟等，需要做很多基本上相互独立的工作。构造这种程序，最简单也最合逻辑的方式，就是用一个独立的执行进程实现一个工作。

扩展资料：

程序并发执行的主要特点是并发程序间具有相互制约的关系，程序并发执行失去了程序的封闭性和再现性，程序和机器执行程序的活动不再一一对应。

从程序的活动方面看，则可能有若干个作业程序同时或者相互穿插在系统中并发执行。这时，计算机不再是简单的顺序执行一道程序。也就是说，一道程序的前一 *** 作结束后，系统不一定立即执行其后续的 *** 作，而可能转而执行其他程序的某一 *** 作。

1、 *** 作系统的目标：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性。

2、 *** 作系统的作用：

（1）作为用户与计算机硬件系统之间的接口：①命令方式；②系统调用方式；③图形、窗口方式（命令方式的一种）；

（2）OS是计算机系统资源的管理者；

（3）OS实现对计算机资源的抽象。

3、单道批处理系统的特征：① 自动性；②顺序性；③单道性。

4、多道批处理系统的优缺点：

（1）优点： ①资源利用率高：CPU和内存利用率较高；

②作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大；

（2）缺点：①用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时，才与用户交互，不利于调试和修改；

②作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长；

5、分时系统的概念：“分时”的含义分时是指多个用户分享使用同一台计算机。

分时系统指一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，各个用户都可通过自己的终端以交互方式使用计算机。

6、分时系统的特征：（1）多路性（2）独立性（3）及时性（4）人机交互性好

7、实时系统的概念：系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理。

8、 *** 作系统的基本特征：

（1）并发性；（2）共享性；（3）虚拟技术；（4）异步性

9、进程与程序的区别：（从概念、并发执行出现的问题进行比较）

（1）程序的顺序执行：仅当前一 *** 作(程序段)执行完后，才能执行后继 *** 作。

程序顺序执行时的特征：①顺序性；②封闭性； ③ 可再现性；

程序并发执行时的特征：①间断性；②失去封闭性；③不可再现性 ；

（2）进程的特征和定义：①结构特征；②动态性 ；③并发性；④独立性；⑤异步性；

定义：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

11、进程的三种基本状态 ：①就绪(Ready)状态 ；②执行状态；③ 阻塞状态 ；

13、进程控制块的作用：进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。或者说，OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。

14、引起创建进程的事件：（1）用户登录；(2) 作业调度；(3) 提供服务；(4) 应用请求。

15、进程的创建: (1)申请空白PCB (2) 为新进程分配资源 (3) 初始化进程控制块

(4)将新进程插入就绪队列，如果进程就绪队列能够接纳新进程，便将新进程插入就绪队列。

16、进程的终止（稍看看就行）：

（1） 正常结束；

（2）异常结束：①越界错误。这是指程序所访问的存储区，已越出该进程的区域；

② 保护错。进程试图去访问一个不允许访问的资源或文件，或者以不适当的方式进行访问，例如，进程试图去写一个只读文件；

③ 非法指令。程序试图去执行一条不存在的指令。出现该错误的原因，可能是程序错误地转移到数据区，把数据当成了指令；

④ 特权指令错。用户进程试图去执行一条只允许OS执行的指令；

（3）外界干预：① *** 作员或 *** 作系统干预；② 父进程请求；③ 父进程终止。

17、引起进程阻塞和唤醒的事件： （1）请求系统服务；（2） 启动某种 *** 作；

（3）新数据尚未到达；（4）无新工作可做。

临界资源的概念：消费者进程可从一个缓冲区中取走产品去消费。尽管所有的生产者进程和消费者进程都是以异步方式运行的，但它们之间必须保持同步，即不允许消费者进程到一个空缓冲区去取产品；也不允许生产者进程向一个已装满产品且尚未被取走的缓冲区中投放产品。

临界区的概念：人们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

22、管道通信：所谓“管道”，是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现他们之间通信的一个共享文件，又名pipe文件。向管道(共享文件)提供输入的发送进程(即写进程)， 以字符流形式将大量的数据送入管道；而接受管道输出的接收进程(即读进程)，则从管道中接收(读)数据。为了协调双方的通信，管道机制必须提供以下三方面的协调能力：

① 互斥，即当一个进程正在对pipe执行读/写 *** 作时，其它(另一)进程必须等待。

② 同步，指当写(输入)进程把一定数量(如4 KB)的数据写入pipe，便去睡眠等待， 直到读(输出)进程取走数据后，再把他唤醒。当读进程读一空pipe时，也应睡眠等待，直至写进程将数据写入管道后，才将之唤醒。

③ 确定对方是否存在，只有确定了对方已存在时，才能进行通信。

25、处理机调度的层次（通看、理解每种调度的原理）P84-88

（1）高级调度 （作业调度、长程调度、接纳调度）

（2）低级调度（进程调度，短程调度）：主要是决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后由分派程序（Dispatcher）分派处理机。

①低级调度的功能：保存处理机现场信息/按某种算法选取进程/把处理机分配给进程

②进程调度的三个进步机制 排队器/分派器/上下文切换机制：两对切换

③进程调度方式

（3）中级调度（中程）：为提高系统吞吐量和内存利用率而引入的一 内--外存对换功能（换出时，进程为挂起或就绪驻外存状态）

三级调度的运行频率

 低>中>高。

27、周转时间：是指从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔（称为作业周转时间）。

28、响应时间：是指从用户通过键盘提交一个请求开始，直至系统首次产生响应为止的时间，或者说，直到屏幕上显示出结果为止的一段时间间隔。

29、面向系统的准则：（1）吞吐量高（特别是批处理）：单位时间完成作业数（2）处理机利用率好：（因CPU贵，特别是大中型多用户系统）（3）各类资源的平衡利用。

（3）高响应比优先调度算法：

 响应比Rp=（Tw+Ts）/Ts

 特点：

 （1）短作业RP大。

 （2）Ts（要求服务时间）相同的进程间相当于FCFS。

 （3）长作业等待一段时间仍能得到服务。

（4）基于时间片的轮转调度算法：时间片轮转

32、实时调度算法的分类：

（1）非q占式调度算法：①非q占式轮转调度算法；②非q占式优先调度算法

（2）q占式调度算法

33、产生死锁的原因和必要条件（重点）P103-106

（1）死锁：是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们将无法再向前推进。

（2）产生死锁的原因：

----竞争资源引起死锁。

1）可剥夺（CPU、内存）和非剥夺性（打印机，磁带机）资源

2）竞争非剥夺性资源——可造成死锁

3）竞争临时性资源：临时性资源是指由一个进程产生，被另一个进程使用一段时间后便无用的资源。

-----进程推进顺序不当引起死锁。

（3）产生死锁的必要条件：

①互斥条件（资源的临界性）

②请求和保持条件

③不剥夺条件

④环路等待条件

（4）处理死锁的基本方法

①预防死锁： 破坏4个条件之一：有效，使资源利用率低。

②避免死锁：防止进入不安全态。

③检测死锁：检测到死锁再清除。

④解除死锁：与“检测”配套。

34、预防死锁的方法（重点）P107-111

死锁预防：

（1）互斥条件是资源固有属性，不能避免。

（2）摒弃请求和保持条件：全分配，全释放（AND同步p52）

优点：简单且安全 缺点： 1）资源严重浪费2）延迟进程运行

（3）摒弃“不剥夺”条件

增加系统开销，且进程前段工作可能失效。

（4）摒弃“环路等待”条件：有序资源分配法：为资源编号，申请时需按编号进行。

缺点：1）新增资源不便，（原序号已排定）；2）资源与进程使用顺序不同造成浪费；

3）用户不自由

死锁定理：死锁状态的充分条件，资源分配图不可完全简化

36、死锁的解除

（1）剥夺资源；(2) 撤消进程。

40、连续分配方式：

（1）单一连续分配

• 用于单用户，单任务中

（2）分区式分配

• 固定式

• 动态分区分配

• 可重定位分区分配

（3）可重定位分区分配（概念、了解）

动态重定位的引入：连续式分配中，总量大于作业大小的多个小分区不能容纳作业。

41、对换：是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存。对换是提高内存利用率的有效措施。

44、虚拟存储器的基本概念、特征（理解）P141-144

（2）特征：

①多次性：局部装入，多次装入。

②对换性：换进、换出

③虚拟性：从逻辑上扩充内存

47、请求分段存储管理方式 P155-156

（1）段表机制

（2）缺段中断机构（了解）：段不定长，处理起来比缺页中断复杂。

（3）地址变换机构

I/O设备的类型

----按设备的共享属性分：（掌握各特征）P161

• 独占设备：如临界资源

• 共享设备：磁盘

• 虚拟设备：如本身因有属性为独占，但通过虚拟技术将其变换为几个逻辑设备。

55、I/O软件的设计目标和原则

1）与具体设备无关

2）统一命名 3）对错误的处理 4）缓冲技术 5）设备的分配和释放 6）I/O控制方式

57、设备独立性：即设备无关性，指应用程序独立于具体使用的物理设备。

58、设备分配时应考虑的因素：P187

（1）设备的固有属性（掌握）：①独享设备；② 共享设备；③ 虚拟设备。

（2）设备分配算法

（3）设备分配中的安全性

59、SPOOLING技术 （掌握概念、原理、组成、特点）P190-191

SPOOLing系统的组成：

1）输入＃和输出＃：

– 在磁盘上开辟的2个大存储空间，模拟输入和输出设备。

2）输入buf和输出buf（内存中）

– 输入设备——输入buf——输入#——用户区（1）

– 用户区——输出#——输出buf——设备（2）

3）输入Spi和输出SPo进程。

– 分别控制（1），（2）的动作。

– SPi相当于脱机输入控制器。

– SPo相当于脱机输出控制器。

（3）原理

（4）SPOOLing的特点

1)提高I/O速度：

– 对低速设备 *** 作—>变为对输入/出# *** 作。

2)将独占设备改造为共享设备

– 分配设备的实质是分配输入/出#

3)实现了虚拟设备功能

60、 磁盘的类型：1）固定头磁盘：（每个磁道上有一个磁头，快）

2）移动头磁盘：每个盘面仅有一个磁头，慢

61、磁盘访问时间：（zhaNGWOrd）

1）寻道时间：TS=m*n+s

m：常量，n：磁道数，s：磁臂启动时间。

2）旋转延时间Tr：

指定扇区旋转到磁头下所需时间。

设每秒r转，则Tr＝1/2r（均值）

3）数据传输时间Tt＝b/rN

b：读写字节数

N：每道上的字节数

访问时间：Ta=Ts+1/2r+b/rN

65、逻辑结构类型：（掌握原理）

（1）顺序文件：通常是定长记录，（为何，因变长采用此方式查询速度慢）

（2）索引文件：

（3）索引顺序文件：顺序组织多个组，每组记录中的第一个记录设置一索引项。

66、连续分配（磁带，磁盘都可采用）的优缺点：

– 优点：

• 因磁头移动距离小，顺序访问容易且速度快.

– 缺点：

• 要求连续空间，一段时间后需整理磁盘以消除外部碎片。

• 必须事先知道长度，文件不易动态增长和删除。

1. 进程的基本的特征有并发 、 动态独立、异步和结构特征。

2. 处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁 、 检测死锁 和解除死锁

3. 在文件系统中，对目录管理的要求有 实现“ 按名存取”、文件共享 允许文件重名和提高对目录的检索速度。

4. 文件的外存分配方式主要有连续分配 、 链式分配 和 索引分配 三种方式。

5. 为实现设备独立性，在系统中必须设置逻辑设备表，通常它包括 逻辑设备名 、物理设备名和 设备驱动程序入口地址三项。

6. 处理机调度可分为三级，它们是____高级____、___中级_____和__低级_________。

1.（ 并行性 ）是指在同一时间间隔内发生两个或多个事件，而（ 并发性 ）是指在同一时刻内发生两个或多个事件。

2.对调度算法进行评价时，可以从（作业平均周转时间）和（作业平均带权周转时间）等方面考虑。

3.（线程）是程序的一次相对独立的运行过程，现代OS中，它也是系统调度的最小单位。它没有资源，是依赖于进程存在的。

4.一般，把系统态下执行的某些具有持定功能的程序段称为（原语）。

5.产生死锁的必要条件：（互斥条件）、（不剥夺条件）、请求和保持条件、环路条件。

6.在系统运行过程中，对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，若分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配。这就是（死锁避免）。

7.（抖动）是指当给进程分配的内存小于所要求的工作区时，由于内存外存之间交换频繁，访问外存的时间和输入输出处理时间大大增加，反而造成CPU因等待数据而空转，使得整个系统性能大大下降。

8.（通道）是一个独立与CPU的专管输入／输出控制的机构，它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，这些指令受CPU启动，并在 *** 作结束时向CPU发中断信号。

9.目录管理的要求： （1）（实现“按名存取”）,（2）（提高目录检索速），（3）文件共享,（4）允许文件重名

10.文件系统中，以索引结点为目录项比直接以FCB为目录项要减小目录文件的长度，若一个FCB为64B，而一个索引结点为16B时，若目录文件以索引结点为目录项，则比以FCB为目录项要减小（4倍）。

11.磁盘容错技术中，（磁盘镜像）是磁盘驱动器故障的容错，而（磁盘双工）是磁盘控制器或控制器与CPU之间的通道故障的容错。

12.在计算机网络中，为使在个计算设备之间能正确地传送信息，必须有一组关于信息的传输顺序、信息格式和信息内容等的约定或规则。人们把这种规定或规则称为（网络协议）。

13.客户/服务器模式的优点是（数据分布存储）和（数据分布处理）。

14.系统安全性包括（物理安全）、（逻辑安全）和安全管理等三个方面的内容。

15.为了使用户能够对自己所运行的进程进行控制，UNIX系统向用户提供了一组用于对进程进行控制的系统调用，包括用于创建一个新进程的（fork）系统调用；用于实现进程自我终止的（exit）系统调用。

周转时间指的是从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔。

2． PCB 是保存进程状态，控制进程转换的标志，也是进程存在的惟一标志。

3．产生死锁的四个必要条件是请求与保持、 环路等待、互斥和不剥夺。

4．置换算法是在主存中没有空闲块 时被调用的，它的目的是选出一个被 淘汰 的页面。

5．使用共享文件实现进程通信的方式被称为管道通信 。

6．逻辑设备表的主要功能是实现设备独立性 和实现设备分配的灵活性 。

7．并发和共享 是 *** 作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。

8．系统中各进程之间逻辑上的相互制约关系被称为进程同步 。

9．在段式存储管理系统中，段保护措施常有越界保护 和存取控制两种。

10．根据系统管理员或用户所规定的存取控制属性，文件可分为只执行文件、只读文件和读写文件。

11．从用户观点出发所看到的文件组织形式称为逻辑结构 。

12．设备按共享属性分为： 独占设备、共享设备、虚拟设备 。

13．在文件系统中必须为每个文件建立一个文件控制块，其中包含有文件名和文件的物理地址

等信息。

14．文件的二级目录结构是由主文件目录 和用户文件目录组成的。

15．分时系统与实时系统的主要区别是可靠性

1．响应时间指的是是从用户通过键盘提交一个请求开始，直至系统首次响应为止的时间。

2．将进程的PCB 链接在一起就形成了进程队列。

4．虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一个存储系统。

5．发送进程利用OS 提供的发送命令，直接将格式化的消息发送给目标进程的通信方式称

为直接通信。

6．逻辑设备表的主要功能是实现设备独立性 和实现设备分配灵活性。

7．并发 和共享是 *** 作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。

8．有m 个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信

号量值的变化范围是[-m+1,1]。

9．在段式存储管理系统中，段保护措施常有越界保护 和存取控制 两种。

10．根据文件的用途的不同，相将文件分为系统 、用户文件和 库文件 。

11．从实际出发，文件在外厚上存放组织形式称为文件的物理结构 。

12．设备按信息交换单位分为：字符设备、存取控制。

13．文件目录是文件控制块的有序的集合。

14．文件的二级目录结构是由主文件目录和 用户文件目录 组成的。

15．实时系统具务的两个基本特征是及时性、高可靠性 。

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