操作系统的目标：

• 方便：使计算机系统易用

• 有效：以更有效的方式使用计算机系统资源

• 扩展：方便用户有效开发、测试和引进新功能

   操作系统的 作用：        

          1. 有效的管理资源

          2.通过命令接口、编程接口等为用户提供各种功能服务

          3.对硬件机器的扩展

  操作系统的特征：

            1.并发——处理多个同时性活动的能力。（同个时间段）

              2.并行——指不同程序同时在多个硬件部件上执行。（同个时间点）

              3.共享。

              4.虚拟。——可以提高资源利用率。

              5.随机。——不可预测的次序。

实时操作系统：

        目标：

                对外部请求在严格时间范围内作出响应

                高可靠性

Linux中的中断向量表：

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多到程序设计：

        允许多个程序同时进入内存并行，其目的是为了提稿系统效率。

并发环境：

        多个程序同时处于开始运行但尚未结束的状态，并且次序不是事先确定的

进程的定义：

        进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源 分配和调度的独立单位。

又称    任务：

        程序的一次执行过程。

        是正在运行程序的抽象。

        将一个CPU变幻成多个虚拟的CPU

        系统资源以进程为单位分配，入内存、文件、.......每个具有独立的地址空间。

        操作系统将CPU调度给需要的进程。

PCB（进程控制块）是系统感知进程存在的唯一标志

            ——》进程与PCB是一一对应的

进程的三种基本状态：

        运行态、就绪态、阻塞态

运行态：

        占有CPU，并在CPU上运行

就绪态：

        已经具备运行条件，由于没有空闲CPU，而暂时不能运行。

阻塞态：（等待态、封锁态、睡眠态）

        因等待某一事件而暂时不能运行

进程与程序的区别：

        1.进程更能准确刻画并发，而程序不能。

        2.程序是静态的，进程是动态的

        3.进程有生命周期的，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的。

        4.一个程序可对应多个进程

        5.进程具有创建其他进程的功能

线程的引入：

        在进程中再派生线程的三个理由：

                应用的需要

                开销的考虑 

                性能的考虑

如果没有线程？

        一个服务进程

                顺序编程；性能下降

        有限状态机

                编程模型复杂；采用非阻塞I/O

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直接开销：

内核完成切换所用的CPU时间

• 保存和恢复寄存器.......

• 切换地址空间（相关指令比较昂贵）

间接开销

• 高速缓存、缓冲区缓存和TLB失效

优先级反转问题：

    影响：

            系统错误

            高优先级进程停滞不前，导致系统性能降低

    解决方案：

            设置优先级上限

            优先级继承

            使用中断禁止

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典型系统所采用的的调度算法

• Unix        动态优先数法

• 5.3BSD    多级反馈队列法

• Linux        抢占式调度

• Windows   基于优先级的抢占式多任务调度

• Solaris        综合调度算法

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信号量及P、V操作：

• P、V操作为原语操作

• 在信号量上定义了三个操作

• 初始化（非负数）、P操作、V操作

• 最初提出的是二元信号量——解决互斥，    之后，推广到一般信号量（多值）或计数信号量（解决同步）

用PV操作解决进程间互斥（mutex）问题：

• 分析并发进程的关键活动，划定临界区

• 设置信号量mutex，初值为1

• 在临界区前实施P（mutex）

• 在临界区之后实施V（mutex）