操作系統(tǒng)進程管理

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1、操作系統(tǒng)進程管理操作系統(tǒng)進程管理之總預(yù)覽（零）處理機管理的主要任務(wù)是對處理機的分配和運行實時有效的管理，從傳統(tǒng)意義上將，進程是處理機和資源分配的基本單位，因此對處理機的管理可以歸納為對進程的管理。1、進程的概述2、進程的定義及特征3、進程的狀態(tài)及描述4、進程控制5、進程同步6、進程通信7、進程調(diào)度8、線程9、死鎖零測試操作系統(tǒng)進程管理之進程的概述（一）在計算機操作系統(tǒng)中，進程是資源分配的基本單位，也是獨立運行的基本單位。1、引入進程的原因a)在現(xiàn)代計算機操作系統(tǒng)中，內(nèi)存中通常存放多道程序，這些程序并發(fā)執(zhí)行，為了描述并發(fā)程序執(zhí)行時的特征，引入了進程這個概念。2、

2、前趨圖的定義a)前趨圖是一個有向無循環(huán)圖，用于描述程序、程序段或語句執(zhí)行的先后次序，每個結(jié)點可以表示一個語句、一個程序段或一個進程，結(jié)點間的有向邊表示兩個結(jié)點之間存在的前趨關(guān)系à；b)直接前驅(qū)：如果Pi->Pj，則稱Pi是Pj的直接前驅(qū)；c)直接后繼：如果Pi->Pj，則稱Pj是Pi的直接后繼；d)前驅(qū)：如果Pi->Pj…->Pk->Pm，則稱Pi是Pk的前驅(qū)；e)后繼：如果Pi->Pj…->Pk->Pm，則稱Pk是Pi的后繼；f)初始結(jié)點：沒有前驅(qū)的結(jié)點稱為初始結(jié)點（Pi）；g)終止結(jié)點：沒有后繼的結(jié)點稱為終止結(jié)點（Pm）。3、程序的順序執(zhí)行a)定義：一個程

3、序通常由若干個操作組成，這些操作必須按照某種先后次序執(zhí)行，僅當前一個操作執(zhí)行完成后才能執(zhí)行后繼操作，這類計算過程就是程序的順序執(zhí)行過程。b)特征：i.順序性：處理機的操作嚴格按照程序所規(guī)定的順序執(zhí)行，只有當上一個操作完成后，下一個操作才能開始執(zhí)行；ii.封閉性：程序一旦開始運行，其執(zhí)行結(jié)果不受外界因素影響；i.可再現(xiàn)性：只要程序執(zhí)行時的初始條件和執(zhí)行環(huán)境相同，當程序重復(fù)執(zhí)行時，都將獲得相同的結(jié)果。2、程序的并發(fā)執(zhí)行a)定義：程序的并發(fā)執(zhí)行是指若干個程序或程序段同時在系統(tǒng)中運行，這些程序或程序段的執(zhí)行在時間上是重疊的，一個程序或程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個程序或

4、程序段的執(zhí)行已經(jīng)開始。b)特征：i.間斷性：程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于它們共享資源或為完成同一項任務(wù)而相互合作，致使并發(fā)程序之間形成了相互制約關(guān)系。這種相互制約關(guān)系將導(dǎo)致并發(fā)程序具有“執(zhí)行-暫停-執(zhí)行”這種間斷性的活動規(guī)律；ii.失去封閉性：程序在并發(fā)執(zhí)行時，多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)將由多個程序來改變，致使程序的運行失去封閉性；iii.不可再現(xiàn)性：程序并發(fā)執(zhí)行時，由于失去了封閉性，也將導(dǎo)致失去其運行結(jié)果的可再現(xiàn)性。3、程序并發(fā)執(zhí)行的條件a)定義的表示法：i.R(Pi)={a1,a2,…,am}表示程序段Pi在執(zhí)行期間要引用的所有變量的集合，

5、稱為讀集；ii.W(Pi)={b1,b2,…,bn}表示程序段Pi在執(zhí)行期間要改變的所有變量的集合，稱為寫集。b)并發(fā)執(zhí)行的條件i.R(P1)與W(P2)的交集為空；ii.R(P2)與W(P1)的交集為空；iii.W(P1)與W(P2)的交集為空。零測試操作系統(tǒng)進程管理之進程的定義及特征（二）在多道程序環(huán)境下，程序的并發(fā)執(zhí)行出現(xiàn)了許多新的特征，程序這個靜態(tài)概念已經(jīng)不能如實地反映程序活動的這些特征，為此引入了描述并發(fā)程序執(zhí)行時的特征的概念----進程。1、進程的定義a)進程是程序在處理機上的一次執(zhí)行過程；b)進程是可以和別的計算并行執(zhí)行的計算；c)進程是程序在一

6、個數(shù)據(jù)集合上的運行過程，是系統(tǒng)進程資源分配和調(diào)度的一個獨立單位；d)進程是一個具有一定功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。e)進程是由程序段、數(shù)據(jù)段和一個進程控制塊組成。2、進程的特征a)動態(tài)性：進程是程序在處理機上的一次執(zhí)行過程，因而是動態(tài)的；b)并發(fā)性：多個進程實體同時存在于內(nèi)存中，在一段時間內(nèi)并發(fā)執(zhí)行；c)獨立性：進程是能獨立運行的基本單位，也是系統(tǒng)進程資源分配和調(diào)度的獨立單位；d)異步性：系統(tǒng)中的各進程以獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進；e)結(jié)構(gòu)性：從結(jié)構(gòu)上看，進程由程序段、數(shù)據(jù)段和一個進程控制塊組成。3、進程與程序的區(qū)別a)進程是動態(tài)的，程序是靜

7、態(tài)的：進程是程序的一次執(zhí)行過程，程序是一組代碼的集合；b)進程是暫時的，程序是永久的：進程是一個狀態(tài)變化的過程，程序可以長久保存；c)進程與程序的組成不同：進程的組成包括程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊；d)進程與程序是密切相關(guān)：通過多次執(zhí)行，一個程序可以對應(yīng)多個進程，通過調(diào)用關(guān)系，一個進程可以包括多個程序，是多對多的關(guān)系。零測試操作系統(tǒng)進程管理之進程的狀態(tài)及描述（三）為了刻畫進程的動態(tài)特征，可以將進程的生命期劃分為一組狀態(tài)，用這些狀態(tài)來描述進程的活動過程。1、進程的狀態(tài)a)創(chuàng)建狀態(tài)：進程剛被創(chuàng)建尚未放入就緒隊列；b)執(zhí)行狀態(tài)：進程獲得必要的資源并正在處理機上執(zhí)行（處于

8、執(zhí)行狀態(tài)的進程數(shù)目不能大于處理機數(shù)目）