操作系统的概念：①控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配；②提供给用户和其他软件方便的接口和环境；③是计算机中最基本的系统软件
功能和目标：
①操作系统作为系统资源的管理者（这些资源包括软件、硬件、文件等），需要提供什么功能?
功能：处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理
目标：高效
②操作系统作为用户与计算机硬件之间的接口，要为其上层的用户、应用程序提供简单易用的服务，需要实现什么功能?
功能：命令接口（联机命令接口（交互式命令接口）、脱机命令接口（批处理命令接口））、程序接口（由一组系统调用组成，即通过程序间接调用）、GUI（图形用户界面）
目标：方便用户使用
③操作系统作为最接近硬件的层次，需要在纯硬件的基础上实现什么功能?
功能与目标：实现对硬件机器的拓展
操作系统的特征：并发、共享（互斥共享方式、同时共享方式）、虚拟（空分复用技术、时分复用技术）、异步
并发与并行：并行指两个或多个事件同一时刻同时发生，并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件宏观上是同时发生的，微观上是交替发生的
互斥共享方式：一时间段内只允许一个进程调用资源
同时共享方式：允许一时间段内多个进程"同时"对它们进行访问
空分复用技术：虚拟存储技术
时分复用技术：虚拟处理器技术
异步：进程以不可预知的速度向前推进
并发与共享是相互存在的条件，并发与共享是操作系统最基本的两个特征、并发是虚拟存在的条件、并发是异步存在的条件
操作系统的发展与分类：
①手工操作阶段：主要缺点: 用户独占全机、人机速度矛盾导致资源利用率极低
②批处理阶段------单道批处理系统：引入脱机输入/输出技术（由磁带完成），并监督程序负责控制作业的输入与输出；主要优点：缓解了一定程度的人机速度矛盾，资源利用率有所提升；主要缺点： 内存中仅能有一道程序运行，只有该程序运行结束之后才能调入下一道程序。 CPU有大量的时间是在空闲等待l/o完成。资源利用率依然很低。
③批处理阶段------多道批处理系统：主要优点：多道程序并发执行，共享计算机资源。资源利用率大幅提升，CPU和其他资源保持"忙碌"状态，系统吞吐量增大。主要缺点： 用户响应时间长，没有人机交互功能（用户提交自己的作业之后就只能等待计算机处理完成.中间不能控制自己的作业执行)
④分时操作系统：计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务，各个用户可以通过终端与计算机进行交互；主要优点：用户请求可以被即时响应，解决了人机交互问题。允许多个用户同时使用一台计算机,并且用户对计算机的操作相互独立，感受不到别人的存在；主要缺点： 不能优先处理一些紧急任务。操作系统对各个用户/作业都是完全公平的，循环地为每个用户/作业服务一个时间片，不区分任务的紧急性。
⑤实时操作系统：主要优点：能够优先响应一些紧急任务，某些紧急任务不需时间片排队。
在实时操作系统的控制下，计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且要在严格的时限内处理完事件。 实时操作系统的主要特点是及时性和可靠性
实时操作系统分为硬实时系统（必须在绝对严格的规定时间内完成处理）和软实时系统（能接受偶尔违反时间规定）
⑥其他操作系统：网络操作系统：将网络中各计算机结合起来，实现网络中资源的共享（如文件共享）和各台计算机之间的通信；分布式操作系统：主要特点是分布性和并行性，系统中各台计算机地位相同，任何工作都可以分布在这些计算机上，由它们并行、协同完成这个任务；个人计算机操作系统：方便个人使用
操作系统的运行机制和体系结构
两种指令、两种处理器状态、两种程序
指令：特权指令和非特权指令
处理器状态：用户态（目态，CPU只执行非特权指令）和核心态（管态，可执行特权指令也可执行非特权指令）；由程序状态字寄存器（RSw）中的某标志位来标识当前处理器处于什么状态。如0为用户态，1为核心态
程序：内核程序（操作系统的内核程序是系统的管理者，既可以执行特权指令，也可以执行非特权指令，运行在核心态。）和应用程序（为保证系统能安全运行，普通应用程序只能执行非特权指令，运行在用户态）
计算机系统层次图
操作系统的内核
操作系统的体系结构：大内核和微内核
大内核：是将操作系统中的主要功能模块都作为系统内核，运行在核心态；优点：高性能；缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护
微内核：只把基本的功能保留在内核；优点：内核功能少，结构清晰，便于维护； 缺点：需要频繁地在核心态和用户态之间切换，性能低
中断与异常
概念与作用： 发生了中断意味着需要操作系统介入，开展管理工作。由于 操作系统的管理工作（比如分配I/O设备）需要使用特权指令，因此 CPU需要从 用户态转换到核心态；中断可以让CPU从用户态转换到核心态，使操作系统获得计算机的控制权；有了中断，才能实现多道程序并发执行
用户态到核心态是 通过中断实现，并且 中断是唯一路径；核心态到用户态切换是通过 执行一个特权指令， 将程序状态字设置为"用户态"
中断的分类：内中断（也称异常、例外、陷入）与外中断（狭义上的中断）
内中断（信号的来源：CPU内部与当前执行的指令有关，来自CPU内部）：自愿中断------指令中断（系统调用时使用的访管指令，又称陷入指令）和强迫中断（硬件故障，比如缺页和软件中断，比如整数除0）
外中断（信号的来源：CPU外部与当前执行的指令无关，来自CPU外部）：外设请求（I/O操作完成发出的中断信号）和人工干预（用户强制终止一个进程）
**补充：内中断另一种分类方式：**陷阱、陷入（如系统调用）、故障（如缺页）和终止（整数除0）
外中断的处理过程：执行完每个指令后，CPU都要检测是否有外部中断信号；如果检测到有外部中断信号，则需要保护被中断进程的CPU环境（如程序状态字等）；根据中断信号类型转入相应的中断处理程序；恢复原进程的CPU环境退出中断，返回原程序向下执行
系统调用
**概念与作用：**应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。系统中的各种共享资源都由操作系统统一掌管，因此在用户程序中，凡是与资源有关的操作（如存储分配、I/O操作、文件管理等），都必须通过系统调用的方式向操作系统提出服务请求，由操作系统代为完成。这样可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作。
系统调用与库函数的区别：系统调用是操作系统向上层提供的接口，有的库函数是对系统调用的进一步封装，当今编写的应用程序大多是通过高级语言提供的库函数间接地进行系统调用
系统调用的背后：
陷入指令是在用户态执行的，但在执行完毕后会立即引发一个内中断，从而使CPU进入核心态
发出系统调用请求是在用户态，而对系统调用的相应处理在核心态下进行
陷入指令是唯一一个只能在用户态执行，而不可在核心态执行的指令
进程的定义;程序段、数据段、PCB三部分组成了进程实体（进程映像）。一般情况下，我们把进程实体就简称为进程，例如，所谓创建进程，实质上是创建进程实体中的PCB;而撤销进程，实质上是撤销进程实体中的PCB。PCB是进程存在的唯标志
系统为每个运行的程序配置一个数据结构，成为进程控制块（PCB），用以描述进程的各种信息（比如程序代码存放的位置）
进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；严格意义上，进程实体与进程不一样，进程实体是静态的，进程是动态的。一个进程是由程序段、数据段、PCB三部分组成
进程的组成：程序段+数据段+PCB（进程管理者所需要的数据都在PCB中）
程序段：存放要执行的代码
数据段：存放程序运行过程中处理的各种数据
PCB:
- 进程描述信息：进程标识符PID（当进程被创建时，操作系统会为该进程分配一个唯一的、不重复的ID，用于区分不同的进程）和用户标识符UID
- 进程控制和管理信息：进程当前状态和进程优先级
- 资源分配清单：程序段指针、数据段指针、键盘和鼠标
- 处理机相关信息：各种寄存器值（当进程切换时需要把进程当前的运行情况记录保存在PCB中·）
进程的组织：链接方式（按照进程状态将PCB分为多个队列，操作系统将持有指向各个队列的指针）和索引方式（根据进程状态的不同，建立几张索引表，操作系统将持有各个索引表的指针）
链接方式：执行指针（指向当前处于运行态的进程）；就绪队列指针（指向当前处于就绪态的进程，通常会把优先级高的进程放在前面）；阻塞队列指针（ 指向处于阻塞态的进程）
索引方式：执行指针、就绪表指针和阻塞态指针
进程的特征：
动态性：进程的最基本特征，进程是程序的一次执行过程，是动态地产生、变化和消亡的
并发性：内存中有多个进程实体，各进程可并发执行
独立性 ： 进程是能独立运行、独立获得资源、独立接受调度的基本单位
异步性 ：各进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进,操作系统要提供"进程同步机制"来解决异步问题； 异步性会导致并发程序执行的不确定性
结构性：每个进程都会配置一个PCB。结构上看，进程由程序段、数据段、PCB组成
进程的状态和转换：
三种基本状态 ： 运行态 ：占有CPU，并在CPU上运行； 就绪态 ：已经具备运行条件，但没有空闲CPU而暂时不能运行； 阻塞态：因等待某一事件而暂时不能运行
另外两种状态：创建态（进程正在被创建，操作系统为进程分配资源，初始化PCB）和终止态（进程正在被系统撤销，操作系统会回收进程拥有的资源，撤销PCB）
进程状态的转换：
就绪态→ 运行态，进程被调用
运行态→ 就绪态，时间片到，或CPU被其他高优先级的进程抢占
运行态→ 阻塞态，等待系统资源分配，或等待某事件发生（主动行为）
阻塞态→ 就绪态，资源分配到位，等待事件发生（被动行为）
创建态→ 就绪态，系统完成创建进程相关的工作
运行态→ 终止态，进程运行结束，或在运行过程中出现不可修复的错误
进程控制：
**主要功能：**实现进程的转换
如何实现进程控制： 用 原语 实现进程控制，原语的 特点 是执行期间不允许中断，这类不可被中断的操作叫 原子操作 ；原语采用 关中断指令 和 开中断指令 实现； 开/关中断指令 的权限非常大，是只允许在 核心态 下执行的 特权指令
相关原语：
进程的创建
进程的终止
进程的 阻塞
进程的 唤醒--阻塞与唤醒原语必须成对使用
进程的切换
进程通信：共享存储、管道通信、消息传递
共享存储： 两个进程对共享空间的访问必须是 互斥 的，分为 基于数据结构的共享（共享方式速度慢，限制多，低级通信） 和 基于存储区的共享（速度更快，高级通信）
管道通信： 管道只能采用 半双工通信 ，某一时间段内只能实现单向的传输。如果要实现 双向 同时通信，则需要设置 两个管道 。各进程要 互斥 地访问管道；数据以 字符流 的形式写入管道，当管道 写满 时，写进程的 write()系统调用将被阻塞 ，等待读进程将数据取走。当读进程将数据全部取走后， 管道变空 ，此时读进程的 read()系统调用将被阻塞 。如果 没写满，就不允许读 。如果 没读空，就不允许写。
数据一旦被读出，就从管道中被抛弃，这就意味着 读进程最多只能有一个，否则可能会有读错数据的情况。
消息传递： 进程之间的数据交换以 格式化的信息 为单位，通过操作系统提供的"发送消息/接收消息"两个 原语 进行数据交换； 分为直接通信方式（消息直接挂在接收进程的消息缓冲队列上）和间接通信方式（消息先发送到中间实体，也叫信箱）
线程、多线程模型：
线程 是一个 基本的CPU执行单元 ，也是 程序执行流的最小单位 ；引入线程后，不仅 进程之间 可以 并发 ，进程之间的 各个线程之间也可以并发 ，从而提高了 系统的并发度 。引入线程后， 进程 只作为 除CPU外的系统资源的分配单元（ 比如打印机、内存地址空间等都是分配给进程的 ）
引入线程机制后的变化：
**资源分配、调度：**传统进程机制中，进程作为资源分配和调度的基本单位；引入线程后，进程作为资源分配的基本单位，线程作为调度的基本单位
**并发性：**传统进程机制中，只能进程间并发；引入线程后，可以进程间并发，也可以线程间并发
**系统开销：**传统的进程间并发，需要切换进程的运行环境，系统开销很大；引入线程后，线程间并发，如果是同一个进程的线程切换，就不需要切换进程环境，系统开销小
线程的属性：
- 线程是处理机调度的单位，进程是资源分配的单位
- 多CPU计算机中，各个线程可占用不同的CPU
- 每个线程都有一个线程ID，线程控制块（TCB）
- 线程也有就绪、阻塞、运行三种基本状态
- 线程几乎不拥有系统资源
- 同一进程的不同线程共享进程的资源
- 由于共享内存地址空间，同一进程的线程间的通信甚至无需系统干预
- 同一进程的线程转换，不会引起进程切换；不同进程中的线程切换，会引起进程切换
- 切换同进程中的线程，系统开销会很小；切换进程，系统开销会很大
线程的实现方式：
用户级线程： 用户级线程由应用程序通过 线程库实现。所有的线程管理工作都由应用程序负责（包括线程切换)
用户级线程中，线程切换可以在 用户态下即可完成，无需操作系统干预。用户级线程对用户不是透明的，操作系统内核感受不到线程的存在
**内核级线程：**内核级线程的管理工作由操作系统内核完成。线程调度、切换等工作都由内核负责，因此内核级线程的切换必然需要在核心态下才能完成。
注意：操作系统只看得见内核级线程，所以内核级线程才是处理机分配的单位
多线程模型：
**多对一模型：**多个用户及线程映射到一个内核级线程。每个用户进程只对应一个内核级线程。
优点:用户级线程的切换在用户空间即可完成，不需要切换到核心态，线程管理的系统开销小，效率高
**缺点:**当一个用户级线程被阻塞后，整个进程都会被阻塞，并发度不高。多个线程不可在多核处理机上并行运行
**一对一模型：**一个用户及线程映射到一个内核级线程。每个用户进程有与用户级线程同数量的内核级线程。
**优点:**当一个线程被阻塞后，别的线程还可以继续执行，并发能力强。多线程可在多核处理机上并行执行。
**缺点:**一个用户进程会占用多个内核级线程，线程切换由操作系统内核完成，需要切换到核心态，因此线程管理的成本高，开销大。
**多对多模型：**n用户及线程映射到m个内核级线程（n >= m）。每个用户进程对应m个内核级线程。
**优点：**克服了多对一模型并发度不高的缺点，又克服了一对一模型中一个用户进程占用太多内核级线程，开销太大的缺点。
处理机调度
**概念：**在多道程序系统中，进程的数量往往是多于处理机的个数的，这样不可能同时并行地处理各个进程。处理机调度，就是从就绪队列中按照一定的算法选择一个进程并将处理机分配给它运行，以实现进程的并发执行。
三个层次：
高级调度（ 作业调度 **）：**按一定的原则从外存上处于后备队列的作业中挑选一个（或多个）作业,给他们分配内存等必娈资源，并建立相应的进程（建立PCB)，以使它（(们）获得竞争处理机的权利。
高级调度是辅存（外存）与内存之间的调度 。每个作业只调入一次，调出一次。 作业调入时会建立相应的PCB，作业调出时才撤销PCB 。高级调度 主要是指调入的问题，因为只有调入的时机需要操作系统来确定，但调出的时机必然是作业运行结束才调出。
中级调度（ 内存调度 ）：决定哪个处于挂起状态的进程需要被重新调入内存
引入了 虚拟存储技术之后，可将暂时不能运行的进程调至外存等待。等它重新具备了运行条件且内存又稍有空闲时，再重新调入内存。
这么做的目的是为了 提高内存利用率和系统吞吐量。
暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态 。值得注意的是， PCB并不会一起调到外存，而是会常驻内存 。PCB中会记录进程数据在外存中的存放位置，进程状态等信息，操作系统通过内存中的PCB来保持对各个进程的监控、管理。 被挂起的进程PCB会被放到的挂起队列中。
中级调度的发生频率比高级调度更大，可能发生多次调入、多次调出
挂机状态的七大状态模型：
注意"挂起"和"阻塞"的区别，两种状态都是暂时不能获得cPu的服务，但挂起态是将进程映像调到外存去了，而阻塞态下进程映像还在内存中。
低级调度（ 进程调度 **）：**其主要任务是按照某种方法和策略从就绪队列中选取一个进程，将处理机分配给它。
进程调度是操作系统中最基本的一种调度，在一般的操作系统中都必须配置进程调度。进程调度的频率很高，一般几十毫秒一次。
进程调度的时机，切换与过程、方式
进程调度的时机：
需要进行进程调度与切换的时机：
当前运行的进程主动放弃处理机：进程正常终止、运行过程发生异常而终止、进程主动请求阻塞（比如等待I/O）
当前运行的进程被动放弃处理机：分配给进程的时间片到、优先级更高的进程进入队列、有更紧急的事情处理（I/O中断）
不能进行进 程调度与切 换的情况
1.在处理中断的过程中。中断处理过程复杂，与硬件密切相关，很难 做到在中断处理过程中进行进程切换。
2．进程在操作系统内核程序临界区中。
进程处于临界区可以进行处理机调度，但是处于操作系统内核程序临界区中不能进行调度；临界资源:一个时间段内只允许一个进程使用的资源。各进程需要互斥地访问临界资源。临界区:访问临界资源的那段代码。
内核程序临界区一般是访问某种内核数据结构（比如进程的就绪队列），内核程序临界区访问的临界资源如果不尽快释放，极有可能影响到操作系统内核的其他管理工作。因此在访问内核程序临界区工作不能进行调度与切换；普通临界区访问的临界资源不会直接影响操作系统内核的管理工作。因此在访问普通临界区时可以进行调度与切换。
3．在原子操作过程中（原语）。原子操作不可中断，要一气呵成（如 之前讲过的修改PCB中进程状态标志，并把PCB放到相应队列)
进程调度方式：
**非剥夺调度方式，又称非抢占方式。**即，只允许进程主动放弃处理机。在运行过程中即便有更紧迫的任务到达，当前进程依然会继续使用处理机，直到该进程终止或主动要求进入阻塞态。
特点：实现简单，系统开销小但是无法及时处理紧急任务，适合于早期的批处理系统
**剥夺调度方式，又称抢占方式。**当一个进程正在处理机上执行时，如果有一个更重要或更紧迫的进程需要使用处理机，则立即暂停正在执行的进程，将处理机分配给更重要紧迫的那个进程。
特点：可以优先处理更紧急的进程,也可实现让各进程按时间片轮流执行的功能（通过时钟中断）。适合于分时操作系统、实时操作系统
进程的切换与过程
进程切换的过程主要完成了:
1.对原来运行进程各种数据的保存
2．对新的进程各种数据的恢复
进程的调度、切换是有代价的，切换越频繁系统的效率会更低
调度算法的评价指标
CPU利用率：CPU忙碌时间/总时间
系统吞吐量：总共完成作业/总共时间
周转时间：作业提交给系统到作业完成的时间， 它包括四个部分:作业在外存后备队列上等待作业调度（高级调度）的时间、进程在就绪队列上等待进程调度（低级调度）的时间、进程在CPU上执行的时间、进程等待/O操作完成的时间。后三项在一个作业的整个处理过程中,可能发生多次。
作业周转时间=作业完成时间-作业提交时间
平均周转时间：各作业周转时间之和/作业数
带权周转时间=作业周转时间/作业实际运行的时间=（作业完成时间-作业提交时间）/作业实际运行时间；对于周转时间相同的两个作业，作业实际运行时间越长，带权周转时间就越短，用户满意度就越高；
平均带权周转时间=各作业带权周转时间之和/作业数
等待时间：进程或作业等待处理机状态的时间之和； 对于进程来说，等待时间就是指进程建立后等待被服务的时间之和，在等待I/O完成的期间其实进程也是在被服务的，所以不计入等待时间。 对于作业来说，不仅要考虑建立进程后的等待时间，还要加上作业在外存后备队列中等待的时间。
响应时间：用户提出请求到首次产生响应的时间
调度算法
先来先服务（FCFS）：
算法思想：公平角度考虑
算法规则：按照作业/进程到达的先后顺序进行服务0
**用于作业/进程调度：**用于作业调度时，考虑的是哪个作业先到达后备队列;用于进程调度时，考虑的是哪个进程先到达就绪队列
是否可抢占：非抢占算法
优缺点：优点:公平、算法实现简单
缺点 :排在长作业（(进程）后面的短作业需要等待很长时间，带权周转时间很大，对短作业来说用户体验不好。即， FCFS算法对长作业有利，对短作业不利
是否会饥饿：不会
短作业优先（SJF）：
算法思想：追求最少的平均等待时间，最少的平均周转时间、最少的平均平均带权周转时间
算法规则：最短的作业/进程优先得到服务（所谓"最短"，是指要求服务时间最短)
用于作业/进程调度： 即可用于作业调度，也可用于进程调度。用于 进程调度时称为"短进程优先(SPF,Shortest Process First）算法"
是否可抢占： SJF和SPF是非抢占式的算法。但是也有抢占式的版本――最短剩余时间优先算法(SRTN, Shortest Remaining Time Next）
优缺点： **优点:"**最短的"平均等待时间、平均周转时间
缺点:不公平。对短作业有利，对长作业不利 。 可能产生饥饿现象。另外，作业/进程的运行时间是由用户提供的，并不一定真实，不一定能做到真正的短作业优先
是否会饥饿：会
1．如果题目中未特别说明，所提到的"短作业/进程优先算法"默认是非抢占式的
2．很多书上都会说"SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少"
严格来说，这个表述是错误的，不严谨的。之前的例子表明，最短剩余时间优先算法得到的平均等待时间、平均周转时间还要更少
应该加上一个条件" 在所有进程同时可运行时，采用SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少";
或者说" 在所有进程都几乎同时到达时，采用SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少'
如果不加上述前提条件，则应该说"抢占式的短作业/进程优先调度算法（最短剩余时间优先, SRNT算法）的平均等待时间、平均周转时间最少"
高响应比优先算法（HRRN）：
算法思想：考虑作业/进程的等待时间和要求服务的时间
算法规则 ：在每次调度时先计算各个作业/进程的响应比，选择响应比最高的作业/进程为其服务； 响应比=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
用于作业/进程调度：都可以
是否可抢占： 非抢占式的算法。因此只有当前运行的作业/进程主动放弃处理机时，才需要调度，才需要计算响应比
优缺点： 综合考虑了等待时间和运行时间（要求服务时间)
等待时间相同时，要求服务时间短的优先(SJF的优点)要求、(FCFS的优点)对于长作业来说，随着等待时间越来越久，其响应比也会越来越大，从而避免了长作业饥饿的问题
是否会饥饿：不会
轮换调度算法（RR）: 留待补充
多级反馈队列调度算法：
基于公平原则的调度算法：
实时调度
优先级倒置
高优先进程被低优先进程延迟或阻塞
解决办法
建立在一个动态优先级继承的基础上，规定高优先级进程P1要使用临界资源R1时，如果已经有一个低优先级进程P3正在使用临界资源，此时一方面P1会被阻塞，另一方面P3会继承P1的优先级，并一直保持到P3退出临界区；目的在于，不让比P3优先级高的但比P1优先级低的进程插进来，导致延缓P3退出临界区
死锁
可重用资源和可消耗资源：
①可以供用户重复多次使用的资源，每个可重用资源的单位都只能分配给一个进程使用，系统中每类可重用资源的单元数目是相对固定的，进程在运行期间既不能创建资源也不能删除资源
②可消耗资源又被称为临时性资源，在进程运行期间由进程动态创建和消耗
可抢占资源和不可抢占资源"
①可抢占资源是指，进程在获得这类资源过后，这类资源能够被其他进程或系统抢占，比如优先级高的进程能够抢占优先级低的进程的处理机
②不可抢占资源是指，一旦系统吧这类资源分配给某进程后，就不能把它强行收回，而只能在进程用完后等待其自行释放
计算机系统中的死锁
①竞争不可抢占资源引起死锁
②竞争可消耗资源引起死锁
③进程推进顺序不当引起死锁
死锁的定义：如果一组进程中的每个进程都在等待仅由该组进程才能引发的事件发生，那么该进程是死锁的
产生死锁的必要条件：
①互斥条件：进程对分配到的资源进行排他性使用，即在使用一段时间内，某资源只能被一个进程占用，如果此时还有其他的进程请求该资源，该请求进程只能等待，直到占有该资源的进程用毕释放
②请求和保持条件：进程已经占用了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该被请求的资源已被其他进程占用，此时该进程被阻塞，同时对自己占用的资源保持不放
③不可抢占条件：进程已获得的资源在未使用完之前不能被抢占，只有早在进程使用完时由其自己释放
④循环等待条件： 指发生死锁时，必然存在一个"进程------资源"循环链，即 有死锁必有圈
死锁的处理方法
①预防死锁
②避免死锁
③检测死锁
④解除死锁
死锁预防：为保持非共享设备必须具备的条件，所以不能改变互斥条件，所以预防死锁主要是破坏后三个条件
- 破坏"请求和保持"条件
系统应当保证一个进程在请求资源时， 它不能持有不可抢占资源。可通过两个不同的协议完成
第一种协议：进程在运行之前一次性申请需要的所有资源，若系统有足够的可分配资源可以将其需要的所有资源分配给它，进程在运行过程中就不会再提出资源要求，破坏了"请求条件"。第二种协议：系统在分配资源时，只要有一种资源不能满足进程的要求，则即使所需的其他资源都空闲都不能分配给它，而是让它等待，由于该进程在等待期间没有占用任何资源，从而破坏了"保持条件"
优点：简单，易行
缺点：①资源被严重浪费，降低资源利用率；②进程会经常发生饥饿现象，进程在获得其需要的所有资源才能开始运行，而个别资源可能被其他进程占用，等待该资源的进程迟迟不能运行
第二种协议：允许一个进程只获得运行初期所需的资源后，便开始运行，进程运行过程再逐步释放已分配给自己的，且已用毕的全部资源
2 .破坏"不可抢占"条件
系统应当保证，当一个已经保持了某些不可抢占资源的进程提出新的资源请求而不能得到满足时，它必须释放已经保持的所有资源，待以后再重新申请
3. 破坏"循环等待"条件
对系统所有资源类型进行线性排序，并赋予他们不同的序号
某进程已经请求到一些序号较高的资源，后来又想请求一个序号较低的资源，此时它 必须释放掉所有具有相同和更高序号的资源，然后才能申请序号低的资源。采用这种策略后生成的资源分配图中，不可能再出现环路，因而破坏了"循环等待"条件
银行家算法避免死锁
死锁的检测与解除
如果在系统中既不能采取死锁预防措施，也未配有死锁避免算法，则系统很可能发生死锁，在这种情况下，系统应配有两个算法： ①死锁检测算法 ②死锁解除算法
- 死锁的检测
系统中必须：①保存有关资源的请求和分配信息②嵌入一种算法，使其能够利用这些信息来检测信息是否已经进入死锁状态
死锁定理
2. 死锁的解除
①终止所有死锁进程
②逐个终止死锁进程
进程同步
概念：异步环境下的一组并发进程因直接制约而相互发送东西，相互合作，相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程，成为进程同步，具有同步关系的一组并发进程成为协作进程
处理机调度