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《操作系統(tǒng)第2章進程管理.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、第二章進程§2.1進程概念§2.2進程的狀態(tài)§2.3進程控制塊§2.4進程控制原語*§2.5進程同步§2.6經(jīng)典進程同步問題§2.1進程概念一、順序程序設(shè)計順序程序(馮諾伊曼)Vonnevman匈牙利數(shù)學家1946年程序是算法的形式化描述，一個程序的執(zhí)行過程即一個“計算”，即算法的實現(xiàn)。(1)計算:對某一有限數(shù)據(jù)的集合所施行的，目的在于解決某一問題的一組有限操作的集合?！?.1進程概念(2)順序執(zhí)行：I1C1O1I2C2O2job1job2順序處理模式計算中的各個操作有一定順序，否則無法正確執(zhí)行?！?.1進程概念2.順序程序的特點：(1
2、).順序性處理機嚴格按照程序所規(guī)定的順序執(zhí)行，即每個操作必須在下一個操作開始之前結(jié)束。(2).封閉性程序在封閉環(huán)境下運行，獨占全機資源。封閉性指的是程序一旦開始運行，其計算結(jié)果就只取決于程序本身，除了人為地改變機器的運行狀態(tài)或機器故障以外，沒有其它因素能夠?qū)Τ绦虻倪\行過程施加影響(3).可再現(xiàn)性程序執(zhí)行的結(jié)果與初始條件有關(guān)，而與執(zhí)行時間無關(guān)。即只要程序的初始條件相同，它的執(zhí)行結(jié)果是相同的，不論它在什么時間執(zhí)行，也不管計算機的運行速度?！?.1進程概念例：(a+b)?(c+d)?(e/f)t1=a+bt2=c+dt3=e/ft4=t1?t
3、2t5=t4–t3–/?++abcdSt1t2t3t4t5F二、前趨圖§2.1進程概念前趨圖是一個有向無循環(huán)圖，用于描述進程之間的前后關(guān)系。圖中的每個結(jié)點可用于描述一個程序段或進程，乃至一條語句；結(jié)點間的有向邊則用于表示兩個結(jié)點之間存在的偏序或前趨關(guān)系。§2.1進程概念每個結(jié)點還具有一個重量(Weight)，用于表示該結(jié)點所含有的程序量或結(jié)點的執(zhí)行時間。Ii→Ci→Pi和S1→S2→S3圖2-2前趨圖§2.1進程概念三、并行程序設(shè)計為了提高系統(tǒng)的利用率和處理能力：采用：(1)硬件–––并行操作(2)軟件–––程序段在執(zhí)行時間上有重疊(不
4、一定全部重疊)。并行性：是指在同一時間間隔內(nèi)或同一時刻完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作，只要時間上互相重迭，都存在并行性。并發(fā)環(huán)境：在一定時間內(nèi)物理機器上有兩個或兩個以上的程序同處于開始運行但尚未結(jié)束的狀態(tài)，并且次序不是事先確定的?！?.1進程概念特征：（1）不可再現(xiàn)性同一程序的多次執(zhí)行，雖然執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，但得到的結(jié)果各不相同。并發(fā)程序執(zhí)行的結(jié)果與其執(zhí)行的相對速度有關(guān)，是不確定的（2）間斷性并發(fā)程序之間存在相互制約關(guān)系，導致它們都具有“執(zhí)行-暫停-執(zhí)行”活動規(guī)律?！?.1進程概念（3）資源共享系統(tǒng)中資源被多個進程使用（4
5、）獨立性和制約性獨立的相對速度、起始時間 進程之間可相互作用（相互制約） 可分為直接作用和間接作用（5）程序和計算不再對應（計算：一個程序的執(zhí)行）§2.1進程概念例：2個循環(huán)程序A和B，共享變量N。A:while(1)B:while(1){{N=N+1；print(N)；}N=0；}A和B并發(fā)執(zhí)行，其計算結(jié)果與執(zhí)行速度有關(guān)，不唯一，有三種情況（假設(shè)某時刻N值為n）?！?.1進程概念(1)N=N+1在print(N)和N=0之前即：N=N+1；print(N)；N=0；則N值分別是：n+1,n+1,0(2)N=N+1在print(N)和N
6、=0之后即：print(N)；N=0；N=N+1；N值分別是：n,0,1(3)N=N+1在print(N)和N=0之間即：print(N)；N=N+1；N=0；N值分別是：n,n+1,0§2.1進程概念程序并發(fā)執(zhí)行，失去了封閉性，雖然執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，但其計算結(jié)果與并發(fā)程序的執(zhí)行速度有關(guān)，從而失去了可再現(xiàn)性，有可能發(fā)生“與時間有關(guān)的錯誤”。因而，必須采取某種措施，使得并發(fā)程序能夠保持其“可再現(xiàn)性”?！?.1進程概念例：在系統(tǒng)中有n個作業(yè)，每個作業(yè)都有三個處理步驟，輸入數(shù)據(jù)、處理、輸出，即Ii,Ci,Oi(i=1,2,3,...,n
7、)。這些作業(yè)系統(tǒng)中執(zhí)行時是對時間的偏序，有些操作必須在其它操作之前執(zhí)行，這是有序的，但有些操作是可以同時執(zhí)行的。如:I1、C1、O1的執(zhí)行必須嚴格按照I1，C1，O1的順序，而O1與I2，C1與I2，I3與O1是可以同時執(zhí)行的?！?.1進程概念I(lǐng)1、C1、O1的執(zhí)行必須嚴格按照I1，C1，O1的順序，而O1與I2，C1與I2,I3與O1是可以同時執(zhí)行的。I1I2I3C1C2C3O1O2O3t并行的四、進程的引入§2.1進程概念進程的概念是操作系統(tǒng)中最基本、最重要的概念。它是在多道程序系統(tǒng)出現(xiàn)后，為了刻劃系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的情況，描述系統(tǒng)內(nèi)部各
8、作業(yè)的活動規(guī)律而引進的一個新的概念?！?.1進程概念為什么要引入“進程”的概念關(guān)鍵是“共享資源”引起的，從資源觀點看，有效管理共享資源（同步操作、異步操作、通信）是操作系統(tǒng)的重要內(nèi)容。在多道程序設(shè)計的環(huán)境下
