操作系统原理：并发进程与短作业优先调度

"操作系统_第四版_答案_孙钟秀主编 -第二章.pdf" 第二章主要探讨了操作系统中的一些核心概念和技术，特别是与处理器管理和并发性相关的问题。 1. 这部分提到了只能在核心态运行的指令，包括读取和设置时钟日期、访管指令、加载程序状态字（PSW）、设置特殊寄存器、改变存储器映射以及启动I/O操作。这些指令通常涉及到系统的关键资源和安全性，因此只能由操作系统内核在核心态执行，以防止用户程序非法操作。 2. 低级调度算法选择“最近使用处理器较少的进程”运行，对于I/O密集型任务有利，因为这类任务不会过度消耗CPU资源。然而，这并不意味着处理器密集型作业会被永久忽略。当它们等待CPU时间足够长，达到“最近使用处理器较少”的标准，也会有机会被调度执行，避免了饥饿现象。 3. 并发进程间的相互制约关系分为互斥和同步。踢足球是一个互斥的例子，因为同一时间只能有一人踢球；吃自助餐是同步问题，因为多人可能需要等待同一食物；图书馆借书是互斥，因为同一本书不能被多个人同时借阅；而电视机生产流水线工序则是同步问题，因为每个工序需要在前一工序完成后才能进行。 4. 在动态优先数调度的系统中，当处理器在进程间切换时，重新计算优先数的时间通常来自时钟中断处理。中断发生时，操作系统暂停当前进程，执行中断处理程序，然后恢复该进程，这样可以确保优先数的更新不会显著影响系统的整体性能。 5. 短作业优先（SJF）调度算法可以降低平均作业周转时间。证明了在有三个作业J1、J2、J3，且运行时间满足a<b<c的情况下，按照SJF调度（J1、J2、J3或J3、J1、J2）会比非SJF调度（例如J2、J1、J3）得到更小的平均周转时间。 6. 要找到使平均作业周转时间最短的调度算法，关键在于最小化总的等待时间。一种有效的方法是对作业按照执行时间从小到大排序，然后依次执行。这样可以尽可能地减少后续作业的等待时间，从而减小总体的平均周转时间。 以上内容涵盖了操作系统中关于处理器管理、进程调度、并发性和资源访问控制的基础理论，这些都是操作系统设计和实现中的关键点。深入理解这些概念有助于更好地理解和设计操作系统。