·作业管理之进程调度
进程的调度
- 进程调度概述
- 进程调度算法
多道程序设计
进程调度是指计算机通过决策决定那个就绪进程可以获得CPU使用权
多道程序设计
- 保留旧进程的运行信息，请出旧进程（收拾包袱）
- 选择新进程，准备运行环境并分配CPU（新进驻）
进程的调度
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就绪队列的排队机制
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选择运行进程的委派机制
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新老进程的上下文切换机制
进程的调度
- 非抢占式的调度
- 抢占式的调度
非抢占式的调度
抢占式的调度
进程调度算法
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先来先服务调度算法
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短进程优先调度算法
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高优先权优先调度算法
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时间片轮转调度算法
先来先服务调度算法
短进程优先调度算法
- 调度程序优先选择就绪队列中估计运行时间最短的进程
- 短进程优先调度算法不利于长作业进程的执行
高优先权优先调度算法
- 进程附带优先权，调度程序优先选择权重高的进程
- 高优先权优先调度算法使得紧迫的任务可以优先处理
时间片轮转调度算法
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按先来先服务的原则排列就绪进程
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每次从队列头部取出待执行进程，分配一个时间片执行
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是相对公平的调度算法，但不能保证及时响应用户。
作业管理之死锁
死锁是指两个或两个以上的进程在执行进程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
- 死锁的产生
- 死锁的处理
死锁的产生
- 竞争资源
- 进程调度顺序不当
竞争资源
- 共享资源数量不满足各个进程需求
- 各个进程之间发生资源进程导致死锁
进程调度顺序不当
死锁的必要条件
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互斥条件
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请求保持条件
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不可剥夺条件
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环路等待条件
互斥条件
- 进程对资源的使用是排他性的使用
- 某资源智能由一个进程使用，其他进程需要使用只能等待
请求保持条件
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进程至少保持一个资源，又提出新的资源请求
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新资源被占用，请求被阻塞
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被阻塞的进程不释放自己保持的资源。
不可剥夺条件
- 进程获得的资源在未完成使用前不能被剥夺
- 获得的资源只能由进程本身释放
环路等待条件
死锁的处理
- 预防死锁的方法
- 银行家算法
预防死锁的方法
摈弃请求保持条件
- 系统规定进程运行之前，一次性申请所有需要的资源
- 进程在运行期间不会提出资源请求，从而摒弃请求保持条件。
摒弃不可剥夺条件
- 当一个进程请求新的资源得不到满足时，必须释放占有的资源
- 进程运行时占有的资源可以被释放，意味着可以被剥夺
摒弃环路等待条件
- 可用资源线性排序，申请必须按照需要递增申请
- 线性申请不再形成环路，从而摒弃了环路等待条件
银行家算法
- 是一个可操作的著名的避免死锁的算法
- 以银行借贷系统分配策略为基础的算法
银行家算法
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客户申请的贷款是有限的，每次申请需声明最大资金量
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银行家在能够满足贷款时，都应该给用户贷款
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客户 在使用贷款后，能够及时归还贷款
存储管理之内存分配与回收
早期计算机编程并不需要过多的存储管理
随着计算机和程序越来越复杂，存储管理成为必要
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确保计算机有足够的内存处理数据
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确保程序可以从可用内存中获取一部分内存使用
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确保程序可以归还使用后的内存以供其他程序使用
内存分配的过程
单一连续分配
这里如果为0代表没有使用
为1的话代表已经被使用
动态分区分配算法
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首次适应算法（FF算法）
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最佳适应算法（BF算法）
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快速适应算法（QF算法）
内存回收的过程
内存回收的过程
存储管理之内存分配与回收
- 内存分配的过程
- 内存回收的过程
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页式存储管理
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段式存储管理
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段页式存储管理
页式存储管理
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将进程逻辑空间等分成若干大小的页面
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相应的把物理内存空间分成与页面大小的物理块
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以页面为单位把进程空间装进物理内存中分散的物理块
段式存储管理
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将进程逻辑空间划分成若干段（非等分）
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段的长度由连续逻辑的长度决定
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主函数MAIN、子函数X、子函数Y等
段页存储和页式存储都离散地管理了进程的逻辑空间
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页是物理单位，段是逻辑单位
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分页是为了合理利用空间，分段是满足用户要求
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页大小由硬件固定，段长度可动态变化
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页表信息是一维的，段表信息是二维的。
段页式存储管理
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分页可以有效提高内存利用率（虽然说存在页内碎片）
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分段可以更好满足用户需求
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两者结合，形成段页式存储管理
存储管理之虚拟内存
一个游戏十几G，物理内存只有4G，那这个游戏是怎么运行起来的？
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虚拟内存概述
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程序的局部性原理
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虚拟内存的置换算法
虚拟内存概述
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有些进程实际需要的内存很大，超过物理内存的容量
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多道程序设计，使得每个进程可用物理内存更加稀缺
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不可能无限增加物理内存，物理内存总有不够的时候
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虚拟内存是操作系统内存管理的关键技术
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使得多道程序运行和大程序运行成为现实
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把程序使用内存划分，将部分暂时不适用的内存放置在辅存。
程序的局部性原理
局部性原理是指CPU访问存储器时，无论是存取指令还是存取数据，所访问的存储单元都趋于聚集在一个较小的连续区域中。
虚拟内存的置换算法
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先进先出算法（FIFO）
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最不经常使用算法(LFU)
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最近最少使用算法（LRU）
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替换策略发生在Cache-主存层次、主存-辅存层次
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Cache-主存层次的替换策略主要是为了解决速度问题
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主存-辅存层次主要是为了解决容量问题
Linux的存储管理
- Buddy内存管理算法
- Linux交换空间
Buddy内存管理算法
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Buddy 算法是经典的内存管理算法
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算法基于计算机处理二进制的优势具有极高的效率
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算法主要是为了解决 内存外碎片 的问题
Linux交换空间
1.交换空间(Swap)是磁盘的一个分区
2.Linux物理内存满时，会把一些内存交换至Swap空间
3.Swap空间是初始化系统时配置的
查看系统Swap空间
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冷启动内存依赖
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系统睡眠依赖
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大进程空间依赖
