操作系统：进程、线程与作业详解

"操作系统课件：02第二章 进程线程与作业.ppt" 在操作系统中，第二章主要探讨了进程、线程与作业的概念及其管理，这对于理解操作系统如何高效利用系统资源至关重要。首先，多道程序设计是提高系统效率的基础，它通过允许多个程序同时存在于内存中来提升处理器、设备和内存的利用率。单道程序设计的缺点在于其资源利用率低，因为系统在执行单一任务时，如遇到I/O操作，处理器会陷入空闲。而多道程序设计则通过增加系统中的并发程序数量，使得处理器在等待I/O时可以切换到其他程序，有效利用CPU时间。 多道程序设计的提出旨在解决单道程序设计的不足。它通过增加同时运行的程序道数来提高系统效率，但道数的选择需与系统资源相匹配，过多或过少都会带来负面影响。道数过多会导致系统开销增大，响应时间延长，而道数过少则无法充分利用系统资源。道数的确定受到内存容量、设备数量以及CPU竞争等因素的影响。 在多道程序设计中，面临的主要问题是处理器资源管理和存储资源管理。由于程序数量大于处理器数量，操作系统需要制定策略进行CPU调度，确保所有程序公平且高效地使用处理器。此外，存储资源管理包括存储空间的分配和管理，以及如何避免因程序过大导致的频繁页面交换，即防止“抖动”现象。内存管理的目标是确保程序在需要时能够快速访问，同时保持系统的稳定性和性能。 线程和轻进程（也称为线程）是现代操作系统中的基本组件，它们是进程内的执行单元。线程相比进程更为轻量级，共享同一地址空间，通信和资源调度更为高效。而作业则是从用户角度来看的计算任务，由操作系统负责管理和调度，作业可以包含一个或多个进程。 最后，操作系统通过具体的例子来阐述这些概念的应用，比如如何实现多道程序设计，如何进行处理器调度，以及如何处理存储资源分配等问题，帮助学生理解操作系统在实际环境中的运作机制。通过对这些知识点的学习，学生能够掌握如何设计和优化操作系统以达到更好的性能和效率。