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操作系统 第一章 第二章作业解析
- 第一章
1操作系统概念，配置操作系统的主要目的，操作系统的主要功能？
答：操作系统是控制和管理计算机系统硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程，以方便用户使用的程序的集合。
配置操作系统的主要目的是组织计算机系统中各种硬件资源、提高其利用率，并实现各类资源的查找和调用，以方便用户使用计算机。
操作系统的主要功能包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。
2.操作系统的基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性。
3.多道程序设计技术是指同时将多个程序装入内存，并允许它们交替运行，共享系统中的各种硬、软件资源。
优点：资源利用率高；系统吞吐量大。 - 第二章
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在CPU中运行的操作系统程序和用户程序对应的机器指令集是不同的。操作系统程序使用所有指令，但用户程序只能使用部分指令。从资源管理和程序控制执行的角度出发，将指令系统分为两大部分：特权指令和非特权指令。在程序执行时候，根据执行程序对资源和机器指令的使用权限，把机器设置为两个状态：核心态和用户态。
也就是说，当系统处于核心态时，就可以使用所有指令、资源，并具备改变CPU状态的能力；而当CPU在用户态时，只能使用非特权指令。
如果CPU执行用户程序时（用户态），出现了中断，系统将自行转到中断处理程序，CPU就由用户态转到核心态，中断处理结束后，返回继续执行用户程序，此时，CPU又由核心态转到用户态中。 -
并发是指一个处理器同时处理多个任务。
两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生
多道程序环境下，计算机系统中同时存在多个进程， 宏观上，这些进程同时执行；微观上，多个进程之间 是交替执行
并行 某一时刻两个或多个事件在同时运行
并行是指多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。
并发是逻辑上的同时发生，而并行是物理上的同时发生。
3.一般而言,进程是指一个具有独立功能的程序在某个数据集上的一次运行过程，它是系统资源分配和调度的基本单位。
程序是静态的,它由用户编写的若干代码的集合,可作为资料长期保存;进程是动态的,它是程序在系统中的一次运行过程。
进程和程序并非一一对应,同一个程序可以由多个进程分别执行,这些进程虽然执行相同的程序,但处理不同的数据;同样，一个进程通过程序间的调用方式,会涉及多个程序。
作业是用户向计算机提交任务的任务实体。进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位。
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进程的特征： 动态性 并发性 独立性 异步性 结构性 -
进程的基本状态 创建态 就绪态 运行态 阻塞态 终止态。
进程的状态转换图： -
(1）进程粒度大、切换开销高:作为资源分配和调度的基本单位,进程状态的频繁切换,以及现场保护和恢复将浪费大量的CPU时间。此外,系统内存空间的容量也限制了可容纳进程的总数。
(2）进程的并发程度不高：讲程包含信息较多、粒度太粗,导致其切换频率不宜太高,从而限制了进程的并发程度。此外，进程的切换、进程之间的通信等开销较大,导致进程不适合并行计算、分布式计算的要求。
为了解决进程所带来的上述问题,人们将进程的两个屋性(“独文分配资源”与“被调度执行”)分离,即作为调度和分配的基本单位,不能同时作为独立分配资源的单位;而对于拥有资源的单位,不必频繁切换,进而提出了线程的概念。
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