第2章 进程与线程

第1章 计算机系统概述

1.3操作系统运行环境

1.3.1 指令分类

1、非特权指令——用户态（目态）

2、特权指令——核心态（管态、内核态）

1.3.2 用户态和核心态的切换

1、中断

2、异常

3、系统调用

第2章 进程与线程

2.1 进程和线程的概念

2.1.1 进程的概念

1、进程是程序的一次执行过程。

2、进程主要由程序段、相关数据段、PCB构成。

3、进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性。

2.1.2 进程和线程的区别

进程是系统进行资源分配和调度的基本单位。

线程是程序执行的最小单位。

2.1.3 五态模型

2.2 处理机调度

2.2.1 调度的概念

1、为什么要进行处理机调度？

进程的数量一般大于处理机的数量，想要计算机高效工作，就需要按照策略执行进程。

2、什么是处理机调度？

按照合适的策略有序的执行进程，以达到计算机高效工作的目的。

2.2.3 评价调度算法的指标

1、CPU利用率

CPU的利用率 = CPU有效工作时间 /（CPU有效工作时间 + CPU空闲等待时间）

2、系统吞吐率

单位时间内CPU完成作业的数量。

3、周转时间

周转时间：指从作业提交到作业完成所经历的时间

（作业等待时间 + 在就绪队列中排队 + 处理机上运行 + IO操作）

带权周转时间 = 作业周转时间 / 作业实际运行的时间

4、等待时间

5、响应时间

指从用户提交请求到系统首次产生响应所用的时间。

2.2.4 调度算法

1、先来先服务（FCFS）调度算法

• 算法简单、但效率低
• 对长作业有利，但对短作业不利
• 有利于CPU繁忙型作业，不利于I/O繁忙型作业

2、短作业优先算法（SJF）调度算法

• 平均等待时间、平均周转时间最少
• 对长作业不利，会导致长作业长期不被调度（“饥饿”现象）
• 无法及时处理紧迫性作业

3、优先级调度算法

分为静态优先级和动态优先级。

优先级参照：

• 系统进程 > 用户进程
• 交互型进程 > 非交互型进程
• I/O进程 > 计算型进程

4、高响应比优先调度算法

响应比 = （等待时间 + 要求服务时间）/ 要求服务时间

优点：克服了“饥饿”现象

5、时间片轮转算法

注：一般先考虑非抢占式