隨著社會越來越發(fā)達，大家都選擇在網(wǎng)絡(luò)上汲取相關(guān)知識內(nèi)容，比如系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師教程_系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師，為了更好的解答大家的問題，小編也是翻閱整理了相應(yīng)內(nèi)容，下面就一起來看一下吧！

(資料圖)

操作系統(tǒng)的主要功能是進行處理機與進程管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理和作業(yè)管理，本節(jié)討論操作系統(tǒng)是如何完成這些功能的。

進程管理

處理機是計算機系統(tǒng)的核心資源。操作系統(tǒng)的功能之一就是處理機管理。隨著計算機的迅速發(fā)展，處理機管理顯得更為重要，這主要由于：計算機的速度越來越快，處理機的充分利用有利于系統(tǒng)效率的大大提高；處理機管理是整個操作系統(tǒng)的重心所在，其管理的好壞直接影響到整個系統(tǒng)的運行效率；而且操作系統(tǒng)中并發(fā)活動的管理和控制是在處理機管理下實現(xiàn)的，它集中了操作系統(tǒng)中最復(fù)雜的部分，它設(shè)計的好壞關(guān)系到整個系統(tǒng)的成敗，

進程（process）是處理機管理中最基本的、最重要的概念。進程是系統(tǒng)并發(fā)執(zhí)行的體現(xiàn)。由于在多道程序系統(tǒng)中，眾多的計算機用戶都以各種各樣的任務(wù)，隨時隨地爭奪使用處理機。為了動態(tài)地看待操作系統(tǒng)，則以進程作為獨立運行的基本單位，以進程作為分配資源的基本單位，從進程的觀點來研究操作系統(tǒng)。因此，處理機管理也被稱為進程管理。處理機管理的功能就是組織和協(xié)調(diào)用戶對處理機的爭奪使用，把處理機分配給進程，對進程進行管理和控制，以最大限度發(fā)揮處理機的作用。

1.進程的概念

用靜態(tài)的觀點看，操作系統(tǒng)是一組程序和表格的集合。用動態(tài)的觀點看，操作系統(tǒng)是進程的動態(tài)和并發(fā)執(zhí)行的。而進程的概念實際上是程序這一概念發(fā)展的產(chǎn)物。因此，可以從分析程序的基本特征入手，引出 進程 的概念。

順序程序是指程序中若干操作必須按照某種先后次序來執(zhí)行，并且每次操作前和操作后的數(shù)據(jù)、狀態(tài)之間都有一定的關(guān)系。在早期的程序設(shè)計中，程序一般都是順序地執(zhí)行的。

在多道程序系統(tǒng)中，程序的運行環(huán)境發(fā)生了很大的變化。主要體現(xiàn)在：

（1）資源共享。為了提高資源的利用率，計算機系統(tǒng)中的資源不再由一道程序?qū)Ｓ?，而是由多道程序共同使用?/p>

（2）程序的并發(fā)執(zhí)行或并行執(zhí)行。邏輯上講：允許多道不同用戶的程序并行運行；允許一個用戶程序內(nèi)部完成不同操作的程序段之間并行運行；允許操作系統(tǒng)內(nèi)部不同的程序之間并行運行。物理上講：內(nèi)存儲器中保存多個程序，I/O設(shè)備被多個程序交替地共享使用；多處理機系統(tǒng)的情形下，表現(xiàn)為多個程序在各自的處理機上運行，執(zhí)行時間是重疊的。單處理機系統(tǒng)時，程序的執(zhí)行表現(xiàn)為多道程序交替地在處理機上相互空插運行。

實際上，在多道程序系統(tǒng)中，程序的并行執(zhí)行和資源共享之間是相輔相成的。一方面，只有允許程序并行執(zhí)行，才可能存在資源共享的問題；另一方面，只有有效地實現(xiàn)資源共享，才可能使得程序并行執(zhí)行。

這樣，可增強計算機系統(tǒng)的處理能力和提高機器的利用率。并發(fā)操作實際上是這樣的事實：大多數(shù)程序段只要求操作在時間上是有序的，也就是有些操作必須在其他操作之前。這是有序的，但其中有些操作卻可以同時進行。

2.進程的定義與分類

由于多道程序系統(tǒng)環(huán)境下并行程序執(zhí)行的特征：并發(fā)性、動態(tài)性、開放性和相互制約，這樣，使用程序的概念就不能如實地反映程序活動的這些特征，必須引入新的概念--進程。操作系統(tǒng)內(nèi)在最本質(zhì)的特征是動態(tài)性和并發(fā)性，而進程正反映了動態(tài)性和并發(fā)性等特征。

程序的并行執(zhí)行具有如下特征：

（1）并發(fā)性。即并發(fā)程序的若干個程序段同時在系統(tǒng)中運行，這些程序段的執(zhí)行在時間上是重迭的，一個程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個程序段的執(zhí)行已經(jīng)開始，即使這種重迭是很小的一部分，也稱這幾個程序段是并發(fā)執(zhí)行的。

（2）動態(tài)性。指程序與其執(zhí)行活動不再一一對應(yīng)。并發(fā)程序中的并發(fā)活動是動態(tài)產(chǎn)生、動態(tài)消亡的。如，幾道并發(fā)執(zhí)行的C語言程序共享C編譯系統(tǒng)，在這種情況下，-個編譯程序能同時為多道程序服務(wù)，每個程序調(diào)用-次就是執(zhí)行一次，即這個編譯程序?qū)?yīng)多個執(zhí)行活動。

（3）開放性。指系統(tǒng)中并發(fā)執(zhí)行的程序共享使用的資源，程序的執(zhí)行與外部因素（如執(zhí)行速度）相關(guān)，不再具有封閉性。

（4）相互制約性。指程序的動態(tài)活動相互依賴、相互制約。其制約關(guān)系可分為間接制約關(guān)系和直接制約關(guān)系兩種：間接制約關(guān)系是指相互無邏輯關(guān)系的用戶程序之間競爭使用資源所發(fā)生的制約關(guān)系；直接制約關(guān)系是指存在邏輯關(guān)系的程序之間相互等待而發(fā)生的制約關(guān)系。通過程序活動的這種相互制約關(guān)系，才能保證程序的正確運行。

系統(tǒng)中同時存在許多進程，它們依性質(zhì)不同可分為各種不同的類別：

（1）系統(tǒng)進程和用戶進程。一般來講，在管態(tài)下執(zhí)行的進程稱為系統(tǒng)進程；在目態(tài)下執(zhí)行的進程稱為用戶進程。系統(tǒng)進程起著資源管理和控制的作用；用戶進程是為用戶任務(wù)而建立的進程。

（2）父進程和子進程。系統(tǒng)或用戶首先創(chuàng)建的進程稱為父進程；在父進程下面的進程稱為子進程。父子進程間存在著某些控制結(jié)構(gòu)和控制關(guān)系，因此可以定義一個進程圖。進程圖是一棵有向的、包含一個根節(jié)點的樹。節(jié)點表示進程，記為Pi,從節(jié)點Pi到節(jié)點Pj的一條邊表示進程Pj是由進程Pi創(chuàng)建的。其中，稱Pi是Pj的父進程，而Pj則是Pi的子進程。如圖1-2所示。

進程圖 圖1-2進程圖

進程圖反映了進程間的父、子關(guān)系，創(chuàng)建與被創(chuàng)建關(guān)系，控制與被控制關(guān)系，反映了進程間的層次關(guān)系。同一個進程下屬的所有進程稱為一個進程族，即協(xié)調(diào)完成同一任務(wù)的進程集合同屬于一個進程族。父、子進程間的關(guān)系主要如下：

（1）進程控制。任何一個進程只能由其直接的父進程創(chuàng)建，進程也只能被其父進程刪除。而且當(dāng)刪除某一中間進程（即非葉子節(jié)點）時，同時隱含地刪除其所屬的所有各級子進程。父進程能對其下屬的各級子孫進程實施控制，如掛起某個子孫進程。而子進程無權(quán)對其父進程實施控制。

（2）運行方式。父進程一旦創(chuàng)建了進程后，可以選擇父、子進程同時運行的方式；父進程也可以等待子進程的運行，直至全部子進程結(jié)束后，才開始重新運行。

（3）資源共享?？梢赃x擇兩種不同的資源共享方式：一是子進程可共享父進程所擁有的全部資源；二是子進程僅能共享父進程的部分資源。

3.進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換

由進程運行的間斷性，決定了進程至少具有下述三種狀態(tài)：

（1）就緒狀態(tài)。當(dāng)進程已分配了除CPU以外的所有必要的資源后，只要能再獲得處理機，便能立即執(zhí)行，把進程這時的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。在一個系統(tǒng)中，可以有多個進程同時處于就緒狀態(tài)，通常把它們排成一個隊列，稱為就緒隊列。

（2）執(zhí)行狀態(tài)指進程已獲得處理機，其程序正在執(zhí)行。在單處理機系統(tǒng)中，只能有一個進程處于執(zhí)行狀態(tài)。

（3）阻塞狀態(tài)進程因發(fā)生某事件（如請求I/O、申請緩沖空間等）而暫停執(zhí)行時的狀態(tài)，亦即進程的執(zhí)行受到阻塞，故稱這種暫停狀態(tài)為阻塞狀態(tài)，有時也稱為 等待 狀態(tài)，或 睡眠 狀態(tài)。通常將處于阻塞狀態(tài)的進程排成一個隊列，稱為阻塞隊列。

進程的狀態(tài)隨著自身的推進和外界的變化而變化。例如，就緒狀態(tài)的進程被進程調(diào)度程序選中進入執(zhí)行狀態(tài)；執(zhí)行狀態(tài)的進程因等待某一事件的發(fā)生轉(zhuǎn)入等待狀態(tài)；等待狀態(tài)的進程所等待事件來到便進入就緒狀態(tài)。進程的狀態(tài)可以動態(tài)地相互轉(zhuǎn)換，但阻塞狀態(tài)的進程不能直接進入執(zhí)行狀態(tài)，就緒狀態(tài)的進程不能直接進入阻塞狀態(tài)。在任何時刻，任何進程都處于且只能處于某一狀態(tài)。進程狀態(tài)的變化情況如下：

（1）運行態(tài)→等待態(tài)：一個進程運行中啟動了外圍設(shè)備，它就變成等待外圍設(shè)備傳輸信息的狀態(tài)；進程在運行中申請資源（主存儲空間及外圍設(shè)備因得不到滿足）時，變成等待資源狀態(tài)，進程在運行中出現(xiàn)了故障（程序出錯或主存儲器讀寫錯等），變成等待干預(yù)狀態(tài)。

（2）等待態(tài)→就緒態(tài)：外圍設(shè)備工作結(jié)束后等待外圍設(shè)備傳輸信息的進程結(jié)束等待；等待的資源能得到滿足時（另一個進程歸還了資源），則等待資源者就結(jié)束等待；故障排隊后讓等待干預(yù)的進程結(jié)束等待，任何一個結(jié)束等待的進程必須先變成就緒狀態(tài)，待分配到處理器后才能運行。

（3）運行態(tài)→就緒態(tài)：進程用完了一個使用處理器的時間后強迫該進桂暫時讓出處理器，當(dāng)有更優(yōu)先權(quán)的進程要運行時也迫使正在運行的進程讓出處理器。由于自身或外界原因成為等待狀態(tài)的進程讓出處理器時，它的狀態(tài)就變成就緒狀態(tài)。

（4）就緒態(tài)→運行態(tài)：等待分配處理器的進程，系統(tǒng)按一種選定的策略從處于就緒狀態(tài)的進程中選擇一個進程，讓它占用處理器，那個被選中的進程就變成了運行態(tài)。

圖1-3表示了進程的三種基本狀態(tài)及各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。

圖1-3進程三態(tài)模型及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換

3.關(guān)于掛起狀態(tài)

在不少系統(tǒng)中，進程只有圖1-3所示的三種狀態(tài)。但在另一些系統(tǒng)中，又增加了一些新狀態(tài)，其中最重要的是掛起狀態(tài)。引入掛起狀態(tài)的原因有：

（1）對換的需要。為了緩和內(nèi)存緊張的情況，而將內(nèi)存中處于阻塞狀態(tài)的進程換至外存上，使進程又處于一種有別于阻塞狀態(tài)的新狀態(tài)。因為即使該進程所期待的事件發(fā)生，該進程仍不具備執(zhí)行條件而不能進入就緒隊列，稱這種狀態(tài)為掛起狀態(tài)。

（2）終端用戶的請求。當(dāng)終端用戶在自己的程序運行期間，發(fā)現(xiàn)有可疑問題時。往往希望使自己的進程暫停下來。也就是說，使正在執(zhí)行的進程暫停執(zhí)行，若是就緒進程，則不接受調(diào)度以便研究其執(zhí)行情況或?qū)Τ绦蜻M行修改。把這種靜止?fàn)顟B(tài)也稱為掛起狀態(tài)。

（3）父進程請求。父進程常希望掛起自己的子進程，以便考查和修改子進程，或者協(xié)調(diào)各子進程間的活動。

（4）負荷調(diào)節(jié)的需要。當(dāng)實時系統(tǒng)中的工作負荷較重，有可能影響到對實時任務(wù)的控制時，可由系統(tǒng)把一些不重要的進程掛起，以保證系統(tǒng)能正常運行。

（5）操作系統(tǒng)的需要。操作系統(tǒng)希望掛起某些進程，以便檢查運行中資源的使用情況及進行記賬。

由上所述，不難了解掛起狀態(tài)具有下述三個屬性：

（1）被掛起的進程，原來可能處于就緒狀態(tài)，此時進程（被掛起）的狀態(tài)稱為掛起就緒；若被掛起的進程原來可能處于阻塞狀態(tài)，此時的狀態(tài)稱為掛起阻塞。不論哪種狀態(tài)。該進程都是不可能被調(diào)度而執(zhí)行的。

（2）處于掛起阻塞狀態(tài)的進程，其阻塞條件與掛起條件無關(guān)；當(dāng)進程所期待的事件出現(xiàn)后，進程雖不再被阻塞，但仍不能運行，這時，應(yīng)將該進程從靜止阻塞轉(zhuǎn)換為掛起就緒。

（3）進程可以由其自身掛起，也可由用戶或操作系統(tǒng)等將之掛起。其目的都在于阻止進程繼續(xù)運行，被掛起的進程是只能被用顯式方式來激活，以便從掛起狀態(tài)中解脫出來。

圖1-4示出了具有掛起操作的進程狀態(tài)演變情況。

圖1-4進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換

4.進程互斥與同步

進程互斥定義為：一組并發(fā)進程中一個或多個程序段，因共享某一共有資源而導(dǎo)致必須以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行。也就是說互斥是要保證臨界資源在某一時刻只被一個進程訪問。

進程同步定義為：把異步環(huán)境下的一組并發(fā)進程因直接制約而互相發(fā)送消息而進行互相合作、互相等待，使得各進程按一定的速度執(zhí)行的過程稱為進程同步。也就是說進程之間是異步執(zhí)行的，同步即是使各進程按一定的制約順序和速度執(zhí)行。

系統(tǒng)中有些資源可以供多個進程同時使用，有些資源則一次僅允許一個進程使用，將一次僅允許一個進程使用的資源稱為臨界資源（CriticalResourse），很多物理設(shè)備如打印機、磁帶機等都屬于臨界資源，某些軟件的變量、數(shù)據(jù)、表格也不允許兩個進程同時使用，所以也是臨界資源。

進程在并發(fā)執(zhí)行中可以共享系統(tǒng)中的資源。但是臨界資源的訪問則必須互斥進行，即各進程對臨界資源進行操作的那段程序的執(zhí)行也須是互斥的，只有這樣才能保證對臨界資源的互斥訪問。把一個進程訪問臨界資源的那段程序代碼稱為臨界區(qū)（Criticalsection）有了臨界區(qū)的概念，進程間的互斥就可以描述為：禁止兩個及以上的進程同時進入訪問同一臨界資源的臨界區(qū)。為此，必須有專門的同步機構(gòu)來協(xié)調(diào)它們，協(xié)調(diào)準(zhǔn)則如下：

（1）空閑讓進。無進程處于臨界區(qū)時，若有進程要求進入臨界區(qū)則立即允許其進入；

（2）忙則等待。當(dāng)已有進程進入其臨界區(qū)時，其他試圖進入各自臨界區(qū)的進程必須等待，以保證諸進程互斥地進入臨界區(qū)；

（3）有限等待。有若干進程要求進入臨界區(qū)時，應(yīng)在有限時間內(nèi)使一進程進入臨界區(qū)，即它們不應(yīng)相互等待而誰也不進入臨界區(qū)；

（4）讓權(quán)等待。對于等待進入臨界區(qū)的進程必須釋放其占有的CPU.

信號量可以有效地實現(xiàn)進程的同步和互斥。在操作系統(tǒng)中，信號量是一個整數(shù)。當(dāng)信號量大于等于零時，代表可供并發(fā)進程使用的資源實體數(shù)，當(dāng)信號量小于零時則表示正在等待使用臨界區(qū)的進程數(shù)。建立一個信號量必須說明所建信號量所代表的意義和設(shè)置初值，以及建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便指向那些等待使用該臨界區(qū)的進程。

對信號量只能施加特殊的操作：P操作和V操作。P操作和V操作都是不可分割的原子操作，也稱為原語，因此，P原語和V原語執(zhí)行期間不允許中斷發(fā)生。

P（sem）操作的作用是將信號量sem值減l,若sem的值成負數(shù)，則調(diào)用P操作的進程暫停執(zhí)行，直到另一個進程對同一信號量做V操作。V（sem）操作的作用是將信號量sem值加1,若sem的值小于等于0,從相應(yīng)隊列（與sem有關(guān)的隊列）中選一個進程，喚醒它。

一般P操作與V操作的定義如下所述：

P操作：

P（sem）{

sem=sem-1;

if（sem 0）進程進入等待狀態(tài)；

else繼續(xù)進行；}

V操作：

V（sem）{

sem=sem+1;

if（sem≤0）喚醒隊列中的一個等待進程；

else繼續(xù)進行；}

為了保護共享資源（如公共變量等），使它們不被多個進程同時訪問，就要阻止這些進程同時執(zhí)行訪問這些資源（臨界資源）的代碼段（臨界區(qū)）；進程互斥不允許兩個以上共享臨界資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)。利用P、V原語和信號量可以方便地解決并發(fā)進程對臨界區(qū)的進程互斥問題。

設(shè)信號量mutex是用于互斥的信號量，初值為1,表示沒有并發(fā)進程使用該臨界區(qū)。于是各并發(fā)進程的臨界區(qū)可改寫成下列形式的代碼段：

P（mutex）；

臨界區(qū)

V（mutex）；

要用P,V操作實現(xiàn)進程同步，需要引進私用信號量。私用信號量只與制約進程和被制約進程有關(guān)，而不是與整組并發(fā)進程相關(guān)。與此相對，進程互斥使用的信號量為公用信號量。首先為各并發(fā)進程設(shè)置私用信號量，然后為私用信號量賦初值，最后利用P,V原語和私用信號量規(guī)定各進程的執(zhí)行順序。

經(jīng)典同步問題的例子是生產(chǎn)者-消費者問題。這要求存后再取，取后再存，即有兩個制約關(guān)系，為此，需要兩個信號量，表示緩沖區(qū)中的空單元數(shù)和非空單元數(shù)，記為Bufempty和Buffull,它們的初值分別是1和0,相應(yīng)的程序段形式是：

生產(chǎn)者

loop

生產(chǎn)一產(chǎn)品next;

P（Bufempty）；

next產(chǎn)品存緩沖區(qū)；

V（Buffull）；

endloop

消費者

loop

P（Buffulll）；

V（Bufempty）；

從緩沖區(qū)中取產(chǎn)品；

使用產(chǎn)品

endloop

5.前趨圖

前趨圖是一個由結(jié)點和有向邊構(gòu)成的有向無循環(huán)圖。該圖通常用于表現(xiàn)事務(wù)之間先后順序的制約關(guān)系。圖中的每個結(jié)點可以表示一個語句、一個程序段或是一個進程，結(jié)點間的有向邊表示兩個結(jié)點之間存在的前趨關(guān)系。

例：在計算機中，經(jīng)常采用流水線方式執(zhí)行指令，若每一條指令都可以分解為取指、分析和執(zhí)行三步。取指操作為：取指操作為Ai,分析操作為Bi和執(zhí)行操作為Ci（i=1,2,3）。圖1-5為三個任務(wù)各程序段并發(fā)執(zhí)行的前驅(qū)圖。

圖中A1沒有前趨結(jié)點，稱為開始結(jié)點，它不受任何制約，可以直接執(zhí)行；而B1與A2只能在A1執(zhí)行完成之后才能開始，而B2必須在B1與A2完成之后才能開始；C3沒有后繼結(jié)點，稱為終止結(jié)點。

圖1-5前趨圖

在前趨圖中，執(zhí)行優(yōu)后順序的制約關(guān)系可分為兩種：直接制約和間接制約。

直接制約通常是指一個操作中，多個步驟之間的制約關(guān)系，也可以說是 同步的進程之間的制約關(guān)系 .例如圖1-5中，A1、B1、C1是一條指令的取指、分析、執(zhí)行三個步驟，所以他們之間的關(guān)系是直接制約。

間接制約通常是指多個操作之間相同步驟的制約關(guān)系，也可以說是 互斥的進程之間的制約關(guān)系 .例如圖1-5中，A1、A2、A3之間就存在間接制約的關(guān)系。

前趨圖的應(yīng)用廣泛，在項目開發(fā)中，可用前趨圖來分析哪些活動可以并行完成。同時項目管理工具：Pert圖，單（雙）代號網(wǎng)絡(luò)圖等都融入了前趨圖的思想。

6.進程調(diào)度與死鎖

進程調(diào)度即處理器調(diào)度（又稱上下文轉(zhuǎn)換），它的主要功能是確定在什么時候分配處理器，并確定分給哪一個進程，即讓正在執(zhí)行的進程改變狀態(tài)并轉(zhuǎn)入就緒隊列的隊尾，再由調(diào)度原語將就緒隊列的隊首進程取出，投入執(zhí)行。

引起進程調(diào)度的原因有以下幾類：

（1）正在執(zhí)行的進程執(zhí)行完畢。

（2）執(zhí)行中的進程自己調(diào)用阻塞原語將自己阻塞起來進入睡眠狀態(tài)。

（3）執(zhí)行中的進程調(diào)用了P原語操作，從而因資源不足而阻塞；或調(diào)用V原語操作激活了等待資源的進程隊列。

（4）在分時系統(tǒng)中，當(dāng)一進程用完一個時間片。

（5）就緒隊列中某進程的優(yōu)先級變得高于當(dāng)前執(zhí)行進程的優(yōu)先級，也將引起進程調(diào)度。

進程調(diào)度的方式有兩類：剝奪方式與非剝奪方式。所謂非剝奪方式是指，一旦某個作業(yè)或進程占有了處理器，別的進程就不能把處理器從這個進程手中奪走，直到該進程自己因調(diào)用原語操作而進入阻塞狀態(tài)，或時間片用完而讓出處理機；剝奪方式是指，當(dāng)就緒隊列中一旦有進程的優(yōu)先級高于當(dāng)前執(zhí)行進程的優(yōu)先級時，便立即發(fā)生進程調(diào)度，轉(zhuǎn)讓處理機。

進程調(diào)度的算法是服務(wù)于系統(tǒng)目標(biāo)的策略，對于不同的系統(tǒng)與系統(tǒng)目標(biāo)，常采用不同的調(diào)度算法：

（1）先來先服務(wù)（FirstComeandFirstServerd,FCFS）調(diào)度算法，又稱先進先出（FirstInandFirstOut,FIFO）。就緒隊列按先來后到原則排隊。

（2）優(yōu)先數(shù)調(diào)度。優(yōu)先數(shù)反映了進程優(yōu)先級，就緒隊列按優(yōu)先數(shù)排隊。有兩種確定優(yōu)先級的方法，即靜態(tài)優(yōu)先級和動態(tài)優(yōu)先級。靜態(tài)優(yōu)先級是指進程的優(yōu)先級在進程開始執(zhí)行前確定，執(zhí)行過程中不變，而動態(tài)優(yōu)先級則可以在進程執(zhí)行過程中改變。

（3）輪轉(zhuǎn)法（RoundRobin）。就緒隊列按FCFS方式排隊。每個進程執(zhí)行一次占有處理器時間都不超過規(guī)定的時間單位（時間片）。若超過，則自行釋放自己所占有的CPU而排到就緒隊列的末尾，等待下一次調(diào)度。同時，進程調(diào)度程序又去調(diào)度當(dāng)前就緒隊列中的第一個進程。

進程管理是操作系統(tǒng)的核心，在進程管理的實現(xiàn)中，如果設(shè)計不當(dāng)，會出現(xiàn)一種尷尬的局面--死鎖。

當(dāng)若干個進程互相競爭對方已占有的資源，無限期地等待，不能向前推進時會造成 死鎖 .例如，P1進程占有資源R1,P2進程占有資源R2,這時，P1又需要資源R2,P2也需要資源R1,它們在等待對方占有的資源時，又不會釋放自己占有的資源，因而使雙方都進入了無限等待狀態(tài)。

死鎖是系統(tǒng)的一種出錯狀態(tài)，它不僅浪費大量的系統(tǒng)資源，甚至?xí)?dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰，所以死鎖是應(yīng)該盡量預(yù)防和避免的。

（1）死鎖條件。產(chǎn)生死鎖的主要原因是供共享的系統(tǒng)資源不足，資源分配策略和進程的推進順序不當(dāng)。系統(tǒng)資源既可能是可重復(fù)使用的一直性資源，也可能是消耗性的臨時資源。產(chǎn)生死鎖的必要條件是：互斥條件、保持和等待條件、不剝奪條件和環(huán)路等待條件。

（2）解決死鎖的策略。處于死鎖狀態(tài)的進程不能繼續(xù)執(zhí)行又占有了系統(tǒng)資源，從而會阻礙其他作業(yè)的執(zhí)行。

解決死鎖有兩種策略：一種是在死鎖發(fā)生前采用的預(yù)防和避免策略；另一種是在死鎖發(fā)生后采用的檢測與恢復(fù)策略。

死鎖的預(yù)防主要是通過打破死鎖產(chǎn)生的4個必要條件之一來保證不會產(chǎn)生死鎖。采用的死鎖預(yù)防策略通常有資源的靜態(tài)分配法或有序分配法，它們分別打破了資源動態(tài)分配條件和循環(huán)等待條件，因此不會發(fā)生死鎖。但這樣做會大大降低系統(tǒng)資源的利用率和進程之間的并行程度。

死鎖避免策略，則是在系統(tǒng)進行資源分配時，先執(zhí)行一個死鎖避免算法（典型的如銀行家算法），來保證本次分配不會導(dǎo)致死鎖的發(fā)生。由于資源分配很頻繁，因此死鎖避免策略要耗費大量的CPU時間。

希賽網(wǎng)希賽網(wǎng)提示：實際上，系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖的概率很小，故從系統(tǒng)所花的代價上看，采用死鎖發(fā)生后的檢測與恢復(fù)策略要比采用死鎖發(fā)生前的預(yù)防與避免策略代價小一些。

7.線程

在支持線程的操作系統(tǒng)中，線程是進程中的-個實體，是系統(tǒng)實施調(diào)度的獨立單位。線程只擁有-些在運行中必不可少的資源，它與屬于同一個進程的其他線程共享該進程所擁有的資源。各線程之間可以并發(fā)地運行。線程切換時只需保存和設(shè)置少量寄存器的內(nèi)容，而并不涉及存儲器管理方面的操作，所以線程切換的開銷遠遠小于進程的切換（原運行進程狀態(tài)的切換還要引起資源轉(zhuǎn)移及現(xiàn)場保護等問題）。同一個進程中的多個線程共享同一個地址空間，這使得線程之間同步和通信的實現(xiàn)也比較容易。

 
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