進程 進程控制處理機調(diào)度 進程的同步與通信.doc

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1、3.2進程、進程控制和處理機調(diào)度3.3進程的同步與通信一、單道程序工作環(huán)境下程序的順序執(zhí)行與特征1．程序的順序執(zhí)行：一個程序通?？煞殖扇舾蓚€程序段，它們必須按照某種先后次序執(zhí)行，僅當前一操作執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后繼操作。2、特征：（1）順序性（2）封閉性（3）可再現(xiàn)性二、多道程序工作環(huán)境下程序的并發(fā)執(zhí)行與特征1、程序的并發(fā)執(zhí)行：多個程序交替執(zhí)行2、特征：（1）間斷性（2）非封閉性：機內(nèi)狀況有多個程序改變（3）不可再現(xiàn)性：運行結(jié)果與速度有關三、進程概念：可并發(fā)執(zhí)行的有獨立功能的程序在某個數(shù)據(jù)集合上的運行過程1、進程與程序的區(qū)別：程序是靜態(tài)的永久的，進

2、程是動態(tài)的暫時的進程與程序的聯(lián)系：一個進程可執(zhí)行多個程序一個程序可構成多個進程2、進程的特征：①動態(tài)性：進程的實質(zhì)是程序的一次執(zhí)行過程，有生命周期②并發(fā)性：多個進程能在一段時間內(nèi)同時運行，資源共享③獨立性：進程是系統(tǒng)分配資源的獨立單位，各進程獨立運行（它們的地址空間相互獨立）。注意：凡未建立進程的程序，都不能作為一個獨立的單位參加運行。進程是分配資源的單位，線程是分配CPU的單位④異步性：由于進程并發(fā)運行相互制約，所以各自按獨立的、不可預知的速度向前推進。⑤結(jié)構性：PCB（進程控制塊）組成程序段數(shù)據(jù)段PCB3、進程的分類：系統(tǒng)進程、用戶進程4、進

3、程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換進程的3種基本狀態(tài)：活動狀態(tài)①就緒（準備）狀態(tài)當進程已分配到除CPU以外的所有必要的資源后，只要能再獲得處理機，便能立即執(zhí)行。在一個系統(tǒng)中，可以有多個進程同時處于就緒狀態(tài)，通常把它們排成一個隊列，稱為就緒隊列。②執(zhí)行狀態(tài)指進程已獲得處理機，其程序正在執(zhí)行。在單處理機系統(tǒng)中，最多只能有一個進程處于正在執(zhí)行狀態(tài)。③阻塞（等待、睡眠）狀態(tài)進程因發(fā)生某事件（等待某事件的發(fā)生，如請求I/O、申請緩沖空間等）不具備運行條件，而暫停執(zhí)行時的狀態(tài)，亦即進程的執(zhí)行受到阻塞。通常將處于阻塞狀態(tài)的進程排成一個隊列，稱為阻塞隊列。一般還增加兩個基本狀態(tài)：④

4、新建狀態(tài)：剛剛被創(chuàng)建，但未提交進入就緒隊列尾部時的狀態(tài)11/11①退出狀態(tài)：已被系統(tǒng)或進程終止，等待善后處理后退出掛起狀態(tài)（靜止）:暫不接受調(diào)度，并釋放部分系統(tǒng)資源，從內(nèi)存轉(zhuǎn)移到外存①就掛②等掛轉(zhuǎn)換類型及原因：就緒執(zhí)行等待退出新建就掛等掛進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換注意：活動狀態(tài)有兩個不可轉(zhuǎn)換兩個激活三個掛起兩個（新建后）提交4、進程控制塊PCB（1）作用：創(chuàng)建時設置是進程存在與否的唯一標記OS依據(jù)PCB才能感知、管理、控制進程（2）PCB內(nèi)容：進程標識符、進程調(diào)度信息、處理機狀態(tài)信息、進程控制信息下圖示出了PCB的內(nèi)容。主要有：進程標識符現(xiàn)行狀態(tài)現(xiàn)場保留

5、區(qū)程序與數(shù)據(jù)地址互斥與同步機構進程通信機構進程優(yōu)先數(shù)資源清單鏈接字（隊列指針）家族聯(lián)系11/11①進程標識符用于唯一地標識一個進程②家族關系用于說明本進程與其它家族成員之間的關系③現(xiàn)行狀態(tài)：說明進程的當前狀態(tài)，以作為調(diào)度程序分配處理機的依據(jù)。當進程處于阻塞狀態(tài)時，要在ＰＣＢ中說明阻塞的原因； ④現(xiàn)場保留區(qū)：用于保存進程由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)時的CPU現(xiàn)場信息。⑤程序和數(shù)據(jù)地址：該進程的程序和數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存或外存中的地址。用以把進程控制塊與其程序和數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。⑥進程的優(yōu)先級表示進程使用ＣＰＵ時優(yōu)先級別的一個整數(shù)。優(yōu)先級高的進程可優(yōu)先獲得處理機；⑦

6、互斥與同步機構實現(xiàn)進程間的互斥與同步時所必須的機構。例如，信號量或鎖等；⑧資源清單它列出了進程所需資源及當前已分配到的資源；⑨鏈接字也稱為進程隊列指針進程的組織方式：通過鏈接（或索引）等方式形成就緒隊列（索引表）、等待隊列（索引表），便于對進程進行有效管理。一、進程控制：定義——建立、撤消、狀態(tài)轉(zhuǎn)化1、幾個概念（1）原語（primitive）定義：完成某一特定功能的程序段，其執(zhí)行是不可分割的。換言之，在一個操作中的所有動作，要么全做，要么全不做。特點：不允許中斷，不允許并發(fā)（2）OS內(nèi)核：OS常駐內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)（3）內(nèi)核基本功能：由原語完成——

7、中斷處理進程控制：建立、撤消、狀態(tài)轉(zhuǎn)化資源管理:時鐘、I/0設備、文件系統(tǒng)2、進程創(chuàng)建和撤消原語（1）創(chuàng)建原語一個進程可借助于創(chuàng)建原語來創(chuàng)建一個新進程（父進程，子進程，進程樹）。子進程繼承父進程的所有資源。創(chuàng)建一個新進程的主要工作是：申請一空閑PCB→無空閑PCB，則創(chuàng)建失??；否則產(chǎn)生PID（進程標識）→申請必要的資源→初始化PCB→插入就緒隊列尾部(2)撤消進程原語找出被撤消進程的PCB→該進程若正在執(zhí)行，則終止該進程的執(zhí)行→該進程若有子進程，則撤消其所有子進程→將該進程所擁有的全部資源，歸還給父進程或系統(tǒng)→11/11將被撤消進程的PCB從所在

8、隊列（或鏈表）中清除，放回到空閑PCB隊列。（1）進程的阻塞原語①進程的阻塞是進程自身的一種主動行為：正在執(zhí)行的進程，當出現(xiàn)請求操作系統(tǒng)