Linux你必须知道的小知识-3

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2.9 说说进程调度算法有哪些?

参考回答

  1. 先来先服务调度算法
  2. 短作业(进程)优先调度算法
  3. 高优先级优先调度算法
  4. 时间片轮转法
  5. 多级反馈队列调度算法

答案解析

  1. 先来先服务调度算法:每次调度都是从后备作业(进程)队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业(进程),将它们调入内存,为它们分配资源、创建进程,然后放入就绪队列。
  2. 短作业(进程)优先调度算法:短作业优先(SJF)的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业(进程),将它们调入内存运行。
  3. 高优先级优先调度算法:当把该算法用于作业调度时,系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作业装入内存。当用于进程调度时,该算法是把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程
  4. 时间片轮转法:每次调度时,把CPU 分配给队首进程,并令其执行一个时间片。时间片的大小从几ms 到几百ms。当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。
  5. 多级反馈队列调度算法:综合前面多种调度算法。

在这些调度算法中,有抢占式和非抢占式的区别。

  1. 非抢占式优先权算法
    在这种方式下,系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后,该进程便一直执行下去,直至完成;或因发生某事件使该进程放弃处理机时,系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。这种调度算法主要用于批处理系统中;也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。
  2. 抢占式优先权调度算法
    在这种方式下,系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程,使之执行。但在其执行期间,只要又出现了另一个其优先权更高的进程,进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行,重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。因此,在采用这种调度算法时,是每当系统中出现一个新的就绪进程i 时,就将其优先权Pi与正在执行的进程j 的优先权Pj进行比较。如果Pi≤Pj,原进程Pj便继续执行;但如果是Pi>Pj,则立即停止Pj的执行,做进程切换,使i 进程投入执行。显然,这种抢占式的优先权调度算法能更好地满足紧迫作业的要求,故而常用于要求比较严格的实时系统中,以及对性能要求较高的批处理和分时系统中。

区别:

非抢占式(Nonpreemptive):让进程运行直到结束或阻塞的调度方式,容易实现,适合专用系统,不适合通用系统。
抢占式(Preemptive):允许将逻辑上可继续运行的在运行过程暂停的调度方式可防止单一进程长时间独占,CPU系统开销大(降低途径:硬件实现进程切换,或扩充主存以贮存大部分程序)

2.10 简述操作系统如何申请以及管理内存的?

参考回答

操作系统如何管理内存:

  1. 物理内存:物理内存有四个层次,分别是寄存器、高速缓存、主存、磁盘。

    寄存器:速度最快、量少、价格贵。

    高速缓存:次之。

    主存:再次之。

    磁盘:速度最慢、量多、价格便宜。

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    操作系统会对物理内存进行管理,有一个部分称为内存管理器(memory manager) ,它的主要工作是有效的管理内存,记录哪些内存是正在使用的,在进程需要时分配内存以及在进程完成时回收内存。

  2. 虚拟内存:操作系统为每一个进程分配一个独立的地址空间,但是虚拟内存。虚拟内存与物理内存存在映射关系,通过页表寻址完成虚拟地址和物理地址的转换。

操作系统如何申请内存:

从操作系统角度来看,进程分配内存有两种方式,分别由两个系统调用完成: *brk和mmap