吉林大学操作系统作业解析PPT

简介：
本PPT为吉林大学操作系统课程的辅助学习材料，详细解析了作业题目的解答思路与方法，旨在帮助学生深入理解操作系统的核心概念和工作原理。 本段落总结了操作系统相关的知识点，包括进程切换、进程上下文、程序状态字（PSW）与指令计数器（PC）、中断向量以及互斥锁问题和读者写者问题等。 一、**进程切换** 在操作系统中，当一个任务从执行状态转为等待或暂停状态时需要进行进程的切换。这个过程涉及到保存当前运行环境中的所有现场信息，如地址映射寄存器、通用寄存器、浮点寄存器和SP（堆栈指针）、PSW（程序状态字）与PC（指令计数器），以及打开文件表等，以确保在后续切换回该进程时能够准确地恢复到之前的状态。 二、**中断向量** 操作系统中的中断处理机制要求当系统从内核态转换至用户态后必须通过特定的指令同时将程序状态字PSW和指令计数器PC的内容恢复。这是为了保证控制权能顺利返回到被中断进程的断点处继续执行，如果未能同步完成这一操作，则可能导致错误的状态转换。 三、**互斥锁问题** 为了解决互斥锁的问题，Hyman提出了一个软件解决方案，并引入了Blocked变量和Turn变量来实施该方案。然而这个方法存在缺陷，在特定情况下可能会导致两个进程同时进入临界区从而引发冲突或数据不一致的情况发生。 四、**读者写者问题** 在操作系统中，读者写者问题是关于多个读取操作与单一的写入操作如何协调访问共享资源的问题。常见的解决策略包括使用信号量（Semaphore）和互斥锁（Mutex），其中既存在以保证阅读器优先级高的算法也存在偏向于保护编写者的方案。 五、**同步机制** 在操作系统中，通过利用Semaphore和Mutex这两种基本的同步工具可以有效地处理诸如读者写者问题及互斥锁冲突等典型场景。它们分别用于控制对资源访问权限以及确保临界区内的数据一致性。 综上所述，本段落涵盖了多个关键的操作系统知识点，并提供了针对常见挑战的有效解决方案概述。