計算機(jī)考研操作系統(tǒng)知識點2024最新總結(jié)，操作系統(tǒng)部分知識點較多，包含進(jìn)程與線程、進(jìn)程狀態(tài)的切換、進(jìn)程調(diào)度算法等，準(zhǔn)備考計算機(jī)專業(yè)的同學(xué)要認(rèn)真復(fù)習(xí)操作系統(tǒng)部分的知識點，做到融會貫通、舉一反三，小編已經(jīng)整理好計算機(jī)考研操作系統(tǒng)知識點2024最新總結(jié)的內(nèi)容，一起來看看吧！
一、進(jìn)程與線程
1.進(jìn)程
進(jìn)程是資源分配的基本單位。
進(jìn)程控制塊(Process Control Block,PCB)描述進(jìn)程的基本信息和運行狀態(tài)，所謂的創(chuàng)建進(jìn)程和撤銷進(jìn)程，都是指對PCB的操作。
2.線程
線程是獨立調(diào)度的基本單位。
一個進(jìn)程中可以有多個線程，它們共享進(jìn)程資源。
QQ和瀏覽器是兩個進(jìn)程，瀏覽器進(jìn)程里面有很多線程，例如HTTP請求線程、事件響應(yīng)線程、渲染線程等等，線程的并發(fā)執(zhí)行使得在瀏覽器中點擊一個新鏈接從而發(fā)起HTTP請求時，瀏覽器還可以響應(yīng)用戶的其它事件。
3.區(qū)別
?、駬碛匈Y源
進(jìn)程是資源分配的基本單位，但是線程不擁有資源，線程可以訪問隸屬進(jìn)程的資源。
?、蛘{(diào)度
線程是獨立調(diào)度的基本單位，在同一進(jìn)程中，線程的切換不會引起進(jìn)程切換，從一個進(jìn)程中的線程切換到另一個進(jìn)程中的線程時，會引起進(jìn)程切換。
?、笙到y(tǒng)開銷
由于創(chuàng)建或撤銷進(jìn)程時，系統(tǒng)都要為之分配或回收資源，如內(nèi)存空間、I/O設(shè)備等，所付出的開銷遠(yuǎn)大于創(chuàng)建或撤銷線程時的開銷。類似地，在進(jìn)行進(jìn)程切換時，涉及當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程CPU環(huán)境的保存及新調(diào)度進(jìn)程CPU環(huán)境的設(shè)置，而線程切換時只需保存和設(shè)置少量寄存器內(nèi)容，開銷很小。
Ⅳ通信方面
線程間可以通過直接讀寫同一進(jìn)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信，但是進(jìn)程通信需要借助IPC。
二、進(jìn)程狀態(tài)的切換
就緒狀態(tài)（ready）：等待被調(diào)度
運行狀態(tài)（running）
阻塞狀態(tài)（waiting）：等待資源
應(yīng)該注意以下內(nèi)容：
只有就緒態(tài)和運行態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換，其它的都是單向轉(zhuǎn)換。就緒狀態(tài)的進(jìn)程通過調(diào)度算法從而獲得CPU時間，轉(zhuǎn)為運行狀態(tài)；而運行狀態(tài)的進(jìn)程，在分配給它的CPU時間片用完之后就會轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，等待下一次調(diào)度。
阻塞狀態(tài)是缺少需要的資源從而由運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換而來，但是該資源不包括CPU時間，缺少CPU時間會從運行態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒態(tài)。
三、進(jìn)程調(diào)度算法
不同環(huán)境的調(diào)度算法目標(biāo)不同，因此需要針對不同環(huán)境來討論調(diào)度算法。
1.批處理系統(tǒng)
批處理系統(tǒng)沒有太多的用戶操作，在該系統(tǒng)中，調(diào)度算法目標(biāo)是保證吞吐量和周轉(zhuǎn)時間（從提交到終止的時間）。
1.1先來先服務(wù)first-come first-serverd（FCFS）
非搶占式的調(diào)度算法，按照請求的順序進(jìn)行調(diào)度。
有利于長作業(yè)，但不利于短作業(yè)，因為短作業(yè)必須一直等待前面的長作業(yè)執(zhí)行完畢才能執(zhí)行，而長作業(yè)又需要執(zhí)行很長時間，造成了短作業(yè)等待時間過長。
1.2短作業(yè)優(yōu)先shortest job first（SJF）
非搶占式的調(diào)度算法，按估計運行時間最短的順序進(jìn)行調(diào)度。
長作業(yè)有可能會餓死，處于一直等待短作業(yè)執(zhí)行完畢的狀態(tài)。因為如果一直有短作業(yè)到來，那么長作業(yè)永遠(yuǎn)得不到調(diào)度。
1.3最短剩余時間優(yōu)先shortest remaining time next（SRTN）
最短作業(yè)優(yōu)先的搶占式版本，按剩余運行時間的順序進(jìn)行調(diào)度。當(dāng)一個新的作業(yè)到達(dá)時，其整個運行時間與當(dāng)前進(jìn)程的剩余時間作比較。如果新的進(jìn)程需要的時間更少，則掛起當(dāng)前進(jìn)程，運行新的進(jìn)程。否則新的進(jìn)程等待。
2.交互式系統(tǒng)
交互式系統(tǒng)有大量的用戶交互操作，在該系統(tǒng)中調(diào)度算法的目標(biāo)是快速地進(jìn)行響應(yīng)。
2.1時間片輪轉(zhuǎn)
將所有就緒進(jìn)程按FCFS的原則排成一個隊列，每次調(diào)度時，把CPU時間分配給隊首進(jìn)程，該進(jìn)程可以執(zhí)行一個時間片。當(dāng)時間片用完時，由計時器發(fā)出時鐘中斷，調(diào)度程序便停止該進(jìn)程的執(zhí)行，并將它送往就緒隊列的末尾，同時繼續(xù)把CPU時間分配給隊首的進(jìn)程。
時間片輪轉(zhuǎn)算法的效率和時間片的大小有很大關(guān)系：
因為進(jìn)程切換都要保存進(jìn)程的信息并且載入新進(jìn)程的信息，如果時間片太小，會導(dǎo)致進(jìn)程切換得太頻繁，在進(jìn)程切換上就會花過多時間。
而如果時間片過長，那么實時性就不能得到保證。
2.2優(yōu)先級調(diào)度
為每個進(jìn)程分配一個優(yōu)先級，按優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)度。
為了防止低優(yōu)先級的進(jìn)程永遠(yuǎn)等不到調(diào)度，可以隨著時間的推移增加等待進(jìn)程的優(yōu)先級。
2.3多級反饋隊列
一個進(jìn)程需要執(zhí)行100個時間片，如果采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，那么需要交換100次。
多級隊列是為這種需要連續(xù)執(zhí)行多個時間片的進(jìn)程考慮，它設(shè)置了多個隊列，每個隊列時間片大小都不同，例如1,2,4,8,..。進(jìn)程在第一個隊列沒執(zhí)行完，就會被移到下一個隊列。這種方式下，之前的進(jìn)程只需要交換7次。
每個隊列優(yōu)先權(quán)也不同，最上面的優(yōu)先權(quán)最高。因此只有上一個隊列沒有進(jìn)程在排隊，才能調(diào)度當(dāng)前隊列上的進(jìn)程。
可以將這種調(diào)度算法看成是時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法和優(yōu)先級調(diào)度算法的結(jié)合。
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