3.2进程 进程控制处理机调度 3.3进程同步与通信.doc

进程、进程控制和处理机调度 进程的同步与通信 单道程序工作环境下程序的顺序执行与特征 程序的顺序执行： 一个程序通常可分成若干个程序段，它们必须按照某种先后次序执行，仅当前一操作执行完后，才能执行后继操作。 2、特征：（1）顺序性 （2）封闭性 （3）可再现性 多道程序工作环境下程序的并发执行与特征 程序的并发执行：多个程序交替执行 2、特征：（1）间断性 （2）非封闭性：机内状况有多个程序改变 （3）不可再现性：运行结果与速度有关 进程概念：可并发执行的有独立功能的程序在某个数据集合上的运行过程 1、 进程与程序的区别：程序是静态的永久的，进程是动态的暂时的 进程与程序的联系：一个进程可执行多个程序 一个程序可构成多个进程 2、进程的特征： ①动态性：进程的实质是程序的一次执行过程，有生命周期 ②并发性：多个进程能在一段时间内同时运行，资源共享 ③独立性：进程是系统分配资源的独立单位，各进程独立运行（它们的地址空间相互独立）。注意：凡未建立进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行。 进程是分配资源的单位，线程是分配CPU的单位 ④异步性：由于进程并发运行相互制约，所以各自按独立的、不可预知的速度向前推进。 ⑤结构性：PCB（进程控制块） 组成 程序段 数据段 PCB 3、进程的分类：系统进程、用户进程 4、进程的状态与转换 进程的3种基本状态：活动状态 就绪（准备）状态 当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机，便能立即执行。在一个系统中，可以有多个进程同时处于就绪状态，通常把它们排成一个队列，称为就绪队列。 执行状态 指进程已获得处理机，其程序正在执行。在单处理机系统中，最多只能有一个进程处于正在执行状态。 阻塞（等待、睡眠）状态 进程因发生某事件（等待某事件的发生，如请求I/O、申请缓冲空间等）不具备运行条件，而暂停执行时的状态，亦即进程的执行受到阻塞。通常将处于阻塞状态的进程排成一个队列，称为阻塞队列。 一般还增加两个基本状态： 新建状态：刚刚被创建，但未提交进入就绪队列尾部时的状态 退出状态：已被系统或进程终止，等待善后处理后退出 挂起状态（静止）:暂不接受调度，并释放部分系统资源，从内存转移到外存 ①就挂 ②等挂 转换类型及原因： 进程的状态及其转换 注意：活动状态有两个不可转换 两个激活 三个挂起 两个（新建后）提交 4、进程控制块PCB 作用：创建时设置 是进程存在与否的唯一标记 OS依据PCB才能感知、管理、控制进程 PCB内容：进程标识符、进程调度信息、处理机状态信息、进程控制信息 下图示出了PCB的内容。主要有： 进程标识符 现行状态 现场保留区 程序与数据地址 互斥与同步机构 进程通信机构 进程优先数 资源清单 链接字（队列指针） 家族联系 进程标识符 用于唯一地标识一个进程 家族关系 用于说明本进程与其它家族成员之间的关系 ③现行状态：说明进程的当前状态，以作为调度程序分配处理机的依据。当进程处于阻塞状态时，要在ＰＣＢ中说明阻塞的原因； ④现场保留区： 用于保存进程由执行状态变为阻塞状态时的CPU现场信息。 ⑤程序和数据地址： 该进程的程序和数据存放在内存或外存中的地址。用以把进程控制块与其程序和数据联系起来。 ⑥进程的优先级 表示进程使用ＣＰＵ时优先级别的一个整数。优先级高的进程可优先获得处理机； ⑦互斥与同步机构 实现进程间的互斥与同步时所必须的机构。例如，信号量或锁等； ⑧资源清单 它列出了进程所需资源及当前已分配到的资源； ⑨链接字 也称为进程队列指针 进程的组织方式：通过链接（或索引）等方式形成就绪队列（索引表）、等待队列（索引表），便于对进程进行有效管理。 进程控制：定义——建立、撤消、状态转化 1、几个概念 （1）原语（primitive）定义： 完成某一特定功能的程序段，其执行是不可分割的。换言之，在一个操作中的所有动作，要么全做，要么全不做。 特点：不允许中断，不允许并发 （2）OS内核：OS常驻内存的程序和数据 （3）内核基本功能：由原语完成——中断处理 进程控制：建立、撤消、状态转化 资源管理:时钟、I/0设备、文件系统 2、进程创建和撤消原语 （1） 创建原语 一个进程可借助于创建原语来创建一个新进程（父进程，子进程，进程树）。子进程继承父进程的所有资源。 创建一个新进程的主要工作是： 申请一空闲PCB→无空闲PCB，则创建失败；否则产生PID（进程标识）→申请必要的资源→初始化PCB→插入就绪队列尾部 (2) 撤消进程原语 找出被撤消进程的PCB→该进程若正在执行，则终止