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2. 表格结构（查找效率较高）
PCB按进程状态不同组织成不同的表格：就绪进程表，执行进程表（多机系统中）及阻塞进程表
系统分别记载各PCB表的起始地址
3. PCB多级队列
1. 系统模式（又称为系统态）、控制模式或内核模式
① 具有较高特权
② 运行系统特定的指令，包括读写控制寄存器的指令，基本IO指令以及与存储管理有关的指令及一些特定的内存区
③ 内核模式下的处理机及其指令、寄存器和内存都受到完全控制和保护
2. 用户模式（或用户态）
① 较低的特权
② 用户一般运行在用户模式
用户->系统：用户执行到一条系统调用，进入操作系统内核执行
系统->用户：执行完系统调用的功能，返回到用户程序
特殊情况：程序执行到结束语句时，切换到系统模式，不再返回到用户程序
调度是指，在一个队列中，按照某种方法（算法），选择一个合适的个体的过程。
调度的关键是需要某种方法或者算法，好的调度算法有利于选择到合适的个体
调度目标：公平性、提高处理机利用率、提高系统吞吐量、尽量减少进程的响应事件
调度原则：
1. 满足用户的要求：
响应时间：考虑尽可能使绝大多数用户的请求能在响应时间内完成，常用于评价分时系统的性能
周转时间：作业提交给系统开始到作业完成的这段时间间隔，评价批处理系统的性能
截止时间：实时系统中，某任务必须开始执行的最迟时间，或必须完成的最迟时间，常用来评价实时系统的性能
2. 满足系统的需求：
系统吞吐量
处理机利用率
各类资源的平衡使用
公平性及优先级
调度方式：
1. 非剥夺方式
执行完毕or申请IO阻塞自己
不利于“及时性”要求较高的分时和实时系统，主要用于批处理系统
2. 剥夺方式
操作系统可以在新进程到来时，或某个具有较高优先权的被阻塞进程插入就绪队列时，或在基于时间片调度的的系统中，时间片用完而中断当前进程的执行，调度新的进程执行。这种方式会产生较多的中断，主要用于实时性要求较高的实时系统及性能要求较高的批处理系统
调度类型：
1. 批处理调度，分时调度，实时调度和多处理机调度
2. 长程调度（long-term scheduling，外存到内存）：
又称为高级调度或者作业调度，它为被调度作业或用户程序创建进程，分配必要的系统资源，并将新创建的进程插入就绪队列，等待短程调度
某些采用交换技术的系统将新创建的进程插入到就绪/挂起队列，等待中程调度
在批处理系统中，作业进入系统后，先驻留在磁盘上，组织成批处理队列，称为后备队列。长程调度从该队列中选择一个或者多个作业，为之创建进程
需要考虑的问题：
① 选择多少个进入内存--取决于多道程序的度，即允许同时在内存中运行的进程数
② 选择哪些作业：取决于长程调度算法
3. 中程调度（进程间的外存内存之间）
又称为中级调度
内存空间紧张时，或处理机找不到一个可执行的就绪进程时，需要选择一个进程（阻塞或就绪状态）换出到外存，释放出内存空间给别的进程使用；当内存空间较充裕时，从外存选择一个挂起状态的进程调度到内存（换入）；
目的：为了提供内存的利用率和系统的吞吐量
只有支持进程挂起的操作系统才具有中程调度功能
4. 短程调度（内存里）：
也成为近程调度，或低级调度，决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机
短程调度运行频率最高
现代操作系统几乎都具有短程调度功能
5. IO调度（相近的磁道）
1、FCFS(先来先服务，同时适合于三种调度)：
非剥夺调度方式，实现简单，看似公平
注意：对于后进入队列的运行时间较短的进程或者IO型进程而言，可能需要较长时间的等待
对段进程不公平
2、短进程优先（对FCFS的改进）
非剥夺
难以准确预测进程的执行时间
可能导致长进程饥饿
采用非剥夺调度方式，未考虑进程的紧迫程度，不适合于分时系统和事务处理系统
3、时间片轮转调度法
用户数多时进程急剧增加
时间片大小会影响处理性能
① 进程切换会增加系统额外开销
② 太长太短都不好
③ 需要综合考虑系统最大用户数，响应时间，系统效率等因素
对于短的，计算型的进程较有利
不适合IO型的进程
改进方法之一：可以将IO阻塞时间完成的进程单独组织成一个就绪队列，该队列进程的时间片可以设置的小一点，且优先调度
4、基于优先级的调度算法
设定进程的优先级
① 进程完成功能的重要性
② 进程完成功能的紧迫性
③ 为均衡系统资源的使用，指定进程（作业）优先级
④ 进程对资源的占用程度，例如，可以为短进程（或作业）赋予较高的优先级
静态与动态优先级
动态优先级：
剩余时间最短者优先（剥夺型）
响应比高者优先
进程的优先级与等待时间成正比
难以准确的估计进程的语气执行时间
计算响应比增加系统开销
5、反馈调度法
根据执行历史而非未来进行调度，将解决这个问题
根据进程的执行历史调整调度方式的调度方法，它结合了优先级和时间片轮转调度的方法
有利于交互性短进程或批处理作业，他们一般只需要一个或者几个时间片即可完成
可能是长进程的周转时间急剧增加
如果不断有新进程进来，还可能造成进程出现长期饥饿现象
可以为各队列设置不同的时间片，优先级愈低时间片愈长
问题：如何协调多个进程对系统资源(如内存空间，外部设备等)的竞争和共享？如何解决多个进程因为竞争资源而出现的执行结果异常，设置系统不稳定，失效等问题？
并发控制：
1、竞争资源
2、互斥使用临界区
1. 在进程需要使用临界资源时，通过获得临界区的使用权实现的。
2. 首先，在进入区判断是否可以进入临界区，如果可以进入，则必须设置临界区使用标志，阻止其他后来的进程进入临界区。后来的进程通过查看临界区使用标志，知道自己不能够进入临界区，就进入阻塞队列，将自己阻塞
3. 当临界区内的进程使用完毕，退出临界区时，即在退出区修改临界区使用标志，并负责唤醒阻塞队列中的一个进程，让其进入临界区
4. 必须保证“临界区使用标志”是可以被系统中的所有进程共享的全局变量，而且诸进程对该标志的修改操作必须互斥的进行
3、临界区使用原则
1. 每次只允许一个进程进入临界区（忙则等待）
2. 进程只能在临界区内逗留有限时间，不得使其他进程在临界区外无限等待（有限等待）
3. 如果临界区空闲，则只要有进程申请就立即让其进入（空闲让进）
4. 进入临界区的进程，不能够在临界区内长时间阻塞等待某事件，必须在一定期限内退出临界区（让权等待）
5. 不能限制进程的执行进度及处理机的数量
4、竞争资源可能引起死锁
5、竞争资源可能引起饥饿
6、并发控制-共同协作
1. 多个进程常常需要共同修改某些共享变量，表格文件数据库等，协作完成一些功能
2. 必须确保他们对共享变量的修改时正确的，保证数据的完整型
3. 共享协作同样涉及到互斥死锁和饥饿问题，当更强调对数据的写操作必须互斥的进行
4. 必须保证数据的一致性（银行存款取款余额）
5. 一般通过事务处理来保证数据的一致性，进入临界区的进程必须一次性完成对这一些列数据的修改操作
6. 只有该进程退出临界区以后，才允许其他进程进入临界区进行数据修改，以保证数据的一致性。
7、并发控制-通信协作
当进程进行通信合作时，各个进程之间需要建立连接，通信进程需要同步和协调。进程通信的方式很多，包括消息传递，管道，共享存储区等。
通过消息传递实现进程通信时，由于没有共享资源，故无需互斥，但仍可能出现死锁与饥饿
通信死锁与饥饿
8、互斥与同步的解决策略
软件方法
由进程自己，通过执行相应的程序指令，实现与别的进程的同步于互斥，无需专门的程序设计语言或操作系统的支持
很难正确的控制进程间的同步与互斥，而且可能会大大增加系统的额外开销
硬件方法
通过屏蔽中断或采用专门的机器指令控制同步与互斥
减少了系统额外开销，需要太强的硬件约束条件，以及可能导致进程饥饿与死锁现象，没有成为通用的解决方法
信号量方法（重点）
由操作系统，或专门的程序设计语言提供特别支持，包括信号量方法，管程方法和消息传递方法
通用方法
管程方法
消息传递方法
9、软件方法
Dekker算法
Peterson算法
初步设想：控制两个互斥进入临界区，可以让两个进程轮流进入临界区
保证了互斥
出现忙等现象
a非要等b用完一次才能使用下一次
参考：
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原文地址：http://www.cnblogs.com/wujing-hubei/p/5969884.html
