《操作系统》2.1.pptVIP

第二章 处理机管理 第4课(第7学时) 今日目标 回顾第一章主要内容 进程的引入、定义、特征 进程的状态及状态间的转换 进程控制块 为什么需要进程？ 程序 时间上严格有序的指令集合，是一个静态的概念 系统需求 有许多任务需要不同的程序去完成 程序本身不能解决问题，必须运行才能实现特定的功能 系统资源的矛盾 程序运行需要资源 但是资源是有限的，如CPU,内存等 所以，程序运行需要管理，从而提出了一个动态的概念：进程。而进程的装载和运行取决于处理机的管理。 处理机管理 处理机管理是操作系统的基本管理功能之一，它所关心的是处理机的分配问题。也就是说把CPU（中央处理机）的使用权分给某个程序 处理机管理分为作业管理和进程管理两个阶段,通常把这个正准备进入内存的程序称为作业，当这个作业进入内存后我们把它称为进程。 进程的定义 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行过程，是系统进行资源分配和运行调度的独立单位 进程的分类 系统进程：操作系统中用于管理系统资源的那些并发程序，它们向用户提供系统服务，分配系统的资源。 用户进程：可以并发执行的用户程序段，它们是操作系统的服务对象，是系统资源的实际享用者。 系统进程与用户进程区别 系统进程使用资源的级别，高于用户进程。 系统进程间的相互关系由操作系统负责协调；用户进程间的相互关系由用户自己(在程序中)安排，操作系统向用户提供一定的协调手段(以命令的形式)。 系统进程直接管理软、硬件资源的活动；用户进程不得插手资源管理，在需要使用某资源时，须向系统提出申请，由系统统一调度与分配。 程序与进程之间的区别 进程是由程序和数据两部分组成的 程序是静态的，进程是动态的 进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的 进程更能真实地描述并发，而程序不能 通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。 进程具有创建其他进程的功能，而程序没有 进程的特征 动态性 进程是对应程序的执行 进程是动态产生，动态消亡的，有生命周期 并发性 多个进程同时运行 独立性进程是资源分配的一个独立单位 制约性指进程在执行过程中可能与其它进程产生直接或间接的关系 进程的三个组成部分 进程实体一般由程序段、数据段和进程控制块（PCB)这三部分组成。 进程的组成：程序+数据+PCB 程序段：描述进程所要完成的功能 数据段：程序在执行时必不可少的工作区和操作对象 进程控制块PCB (执行上下文) 控制进程所需的数据(进程属性)，包括: 进程标识符信息 处理器状态信息 进程控制信息 进程控制块（Process Control Block) 定义：系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程 系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志 进程与PCB是一一对应的 PCB的内容 标识信息：进程名或进程标识号；用户名或用户标识号；创建进程时,系统为进程分配的一个唯一编号. 说明信息：说明信息随时反映进程的情况。 进程当前状态； 程序存放位置； 各种计时信息； 通信信息 现场信息： CPU现场保护结构：记录寄存器值（通用、程序计数器PC、状态PSW，地址包括栈指针），用于恢复断点，让进程继续执行 管理调度信息：进程优先数等。 进程优先级是选取进程占有处理机的重要依据 进程示意图和PCB的基本内容 P16进程的不同表示,P17 RTOS的PCB 进程控制块队列 进程创建后，会进入不同的进程控制块队列： 就绪队列 运行队列 阻塞队列 处于阻塞状态的进程，根据阻塞的原因，进入不同的阻塞队列 * * 进程名 进程状态 程序存放位置 数据存放位置 通用寄存器内容 控制寄存器内容 断点地址 进程优先数 队列指针 标识信息 说明信息 现场信息 管理信息 *