软考软件设计师专题讲义：操作系统知识

　　1.2 处理机管理

　　处理器是计算机的心脏，在单用户系统中或单道系统中，处理器为一个用户或一个作业服务，管理简单。为了提高系统资源的利用率，引入了多道程序技术，即多个程序或作业同时运行，争用处理器，要解决处理器的分配调度的策略。因此引入了作业、进程和线程的概念，基于操作系统对处理器的管理策略不同，其提供的作业处理方式也不同，又批处理方式、分时处理方式、实时处理方式、多道成批处理方式和网络环境下的处理方式等。

　　操作系统的核心位于硬件上，核心的目的是提供一种进程赖以生存的环境，其主要任务就是接受中断并做基本的处理，在进程之间切换处理器，处理进程之间的通信。

　　基本的硬件结构是：

　　(1) 中断结构：为了使输入输出活动与处理器的活动并行，提出了中断处理程序;

　　(2) 特权指令：仅供操作系统使用的指令集合;

　　(3) 主存保护：多道程序系统中，必须对各进程使用的主存加以保护，以防止其他进程的非法操作;

　　(4) 时钟：硬件时钟以固定的时间间隔产生中断信号，这对于实现处理器的调度以及实现与时间有关的任务不可或缺;

　　1.3进程概念：

　　进程在操作系统中是一个十分重要的概念。进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。可以说，进程是运行中的程序，是程序的一次运行活动。相对于程序，进程是一个动态的概念，而程序是静态的概念。

　　进程具有5个基本特征：

　　Ø 动态性：

　　Ø 并发性：

　　Ø 独立性：

　　Ø 异步性：

　　Ø 结构特征：

　　在操作系统中，进程是进行系统资源分配、调度和管理的最小单位。另外需要注意的是，现代操作系统中还引入了线程(Thread)概念，它是处理器分配的最小单位。

　　进程的状态：

　　进程在运行中不断地改变其运行状态。通常，具有3种最基本的状态。

　　Ø 运行：正占用处理器

　　Ø 就绪：只要获得处理器即可运行。

　　Ø 阻塞：正等待某个事件(如I/O完成)的发生。

　　在不少系统中，还增加了两种基本状态：

　　Ø 新状态：一个进程刚刚建立，但还未将它送入就绪队列时的状态。

　　Ø 终止状态：当一个进程已经正常结束或异常结束，系统已将它从就绪队列中移出，但尚未将它撤消时的状态。

　　下图显示了具有5种基本状态的进程状态图

　　另外，现在操作系统中有的还有挂起状态。