涉及知识点

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文章目录

涉及知识点
前言
一、进程的状态
二、进程的死锁
- 1、引发死锁
- - 1.1 互斥
  - 1.2 占有并等待
  - 1.3 非抢占
  - 1.4 循环等待
- 2、解决死锁
- - 2.1死锁预防
  - 2.2 死锁避免
  - 2.3 死锁检测
  - 2.4死锁解除
三、页式存储
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总结

前言

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一、进程的状态

操作系统为了便于管理进程，按进程在执行过程中的不同状况，至少定义3种不同的进程状态。
运行态：占有处理器正在运行。
就绪态：具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行。
阻塞态（阻塞态）：不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。一个进程在创建后将处于就绪状态。在执行过程中，每个进程任一时刻只会处于这3种状态之一。同时，点一个进程执行过程中，它的状态将会发生改变。

图进程三态模型及其状态转换
在这里插入图片描述

运行态一阻塞态：处于运行状态的进程在运行的过程中需要等待某一事件发生后，才能继续运行，于是该进程由运行状态变成等待状态。例如等待I/O完成。阻塞态一就绪态：处于等待状态的进程，假如其等待的事件已经发生结束。于是进程由等待状态变成就绪状态。
就绪态一运行态：当处于就绪状态的进程被进程调度程序选中后，就分配到处理器来运行，进程由就绪状态变成运行状态。运行态f就绪态：处于运行状态的进程在运行的过程中，因分给它的处理器时间片已用完而不得不让出处理器，于是进程由运行状态变成就绪状态。

二、进程的死锁

进程管理是操作系统的核心，如果设计不当，就会出现死锁的问题。如果一个进程在等待一个不可能发生的事件，则其将死锁；如果一个或多个进程产生死锁，则会造成系统死锁。

1、引发死锁

如果在一个系统中以下四个条件同时成立，那么就能引起死锁。

1.1 互斥

至少有一个资源必须处于非共享模式，即一次只有丁个进程可使用。如果另一进程申请该资源，那么申请进程应等到该资源释放为止。

1.2 占有并等待

一个进程应占有至少一个资源，并等待另一个资源，而该资源为其他进程所占有。

1.3 非抢占

资源不能被抢占，即资源只能被进程在完成任务后自愿释放。

1.4 循环等待

有一组等待进程｛Po,Pn…，PJ,P0等待的资源为R占有，Pi等待的资源为R占有，……，Pi等待的资源为P”占有，Pn等待的资源为P。占有。要想防止死锁的发生，其根本方法就是使得上述的必要条件之一不存在，换言之，就是破坏其必要条件使之永不成立。

2、解决死锁

解决死锁的策略包括死锁预防、死锁避免、死锁检测和死锁解除。

2.1死锁预防

例如，要求用户申请资源时一次性申请所需要的全部资源，这样就破坏了保持和等待条件；将资源分旗，得到上一层资源后，才能够申请下一层资源，它破坏了环路等待条件。预防通常会降低系统的效率。

2.2 死锁避免

避免是指进程在每次申请资源时判断这些操作是否安全，典型算法是银行家算法。但这种算法会增加系统的开销。
所谓银行家算法，是指在分配资源之前，先看清楚，如果资源分配下去后，是否会导致系统死锁。如果会死锁，则不分配，否则就分配。
具体来说，银行家算法分配资源的原则总结如下：
(1)当一个进程对资源的最大需求量不超过系统中的资源数时可以接纳该进程。
(2)进程可以分期请求资源，但请求的总数不能超过最大需求量。
(3)当系统现有的资源不能满足进程尚需资源数时，对进程的请求可以推迟分配，但总能使进程在有限的时间里得到资源。注意：如果系统中有N个并发进程，若规定每个进程需要申请R个某类资源，则当系统提供K=N*(R-1)+1个同类资源时，无论采用何种方式申请使用，一定不会发生死锁。

2.3 死锁检测

前两者是事前措施，而死锁的检测则是判断系统是否处于死锁状态，如果是，则执行死锁解除策略。

2.4死锁解除

这是与死锁检测结合使用的，它使用的方式就是剥夺。即将某进程所拥有的资源强行收回，分配给其他的进程。

三、页式存储

页式存储管理是通过引入进程的逻辑地址，把进程地址空间与实际物理存储位置分离，从而增加存储管理的灵活性。我们把逻辑地址空间划分为一些相等的片，这些片称为页或页面。
同样，物理地址空间也被划分为同样大小的片，称为块。这样用户程序进入内存时，通过页表就可以将一页对应存入到一个块中。这些物理块不必连续。所以内存利用率可以大大提高。
在页式系统中，指令所给出的逻辑地址分为两部分：逻辑页号和页内地址。其中页号与页内地址所占多少位，与主存的最大容量、页面的大小有关。
CPU中的内存管理单元按逻辑页号查找页表（操作系统为每一个进程维护了一个从虚拟地址到物理地址的映射关系的数据结构，页表的内容就是该进程的虚拟地址到物理地址的一个映射）得到物理页号，将物理页号与页内地址相加形成物理地址。