第二进程管理2.pptVIP

第二章 进程管理 第二章 进程管理 2.1 进程的基本概念 1) 程序的顺序执行与并发执行 ☆ 前驱图 程序的顺序执行 特征：顺序性---操作按程序规定顺序执行 封闭性---独占全机资源，不受外界影响 可再现性---只要执行环境相同，初始条件相 同，程序反复执行时结果相同 程序的并发执行 并发执行的特征： 间断性 失去封闭性 不可再现性 2) 进程（process）的定义与特征 描述：本质上来说一个进程就是一个执行的程序，是一个具有独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程，是计算机资源的使用主体，拥有独立的地址空间。 定义：进程实体的运行过程，是OS进行资源分配和调度 的基本单位。 特征 结构特征--- 进程实体=程序段+数据段+进程控制块(PCB) 动态性--- 进程是进程实体的一次执行过程，进程要经历 “发生，发 展和消亡”的动态变化过程。 并发性--- 在一个时间间隔内多个进程同时运行。 独立性--- 独立运行，独立分配资源和独立接受调度。 异步性--- 按各自独立的不可预知的速度向前推进 ? 程序与进程之区别 3) 进程的状态及其转换 三种基本状态及其转换： 就绪状态---已经获得所需资源，只等待CPU，所有处在就绪状态的进程排在就绪队列上。 执行状态---正在运行中。 阻塞状态---进程等待某个事件，如等待I/O完成，等待某个资源，处于暂停状态。所有处在阻塞状态的进程排在队列上(一个或多个队列)。 此外还可以有新建态和终止态。 进程状态的转换 具有挂起状态的状态图 引起挂起状态的原因： 终端用户的需要---暂停执行，查清问题。 父进程的需求---考查和修改子进程，或要协调各子进程间的活动。 操作系统的需要---检查运行中资源的使用情 况及进行记帐，以便改善系统运行的性能。 负荷调节的需要---当实时系统中工作负荷较重影响对实时任务的控制时，系统把一些不重要的进程挂起，以保证系统正常运行。 4) 进程控制块（PCB）Process Control Block PCB：由系统维护用于记录进程基本情况信息，以对进程实施控制与管理的辅助数据结构（表）， PCB是进程存在与否的唯一标志.作用是使多道程序环境中不能独立运行的程序成为一个能独立运行的基本单位 PCB包含的内容 PCB的组织方式(逻辑结构） 将处于同一状态的进程组织在一起 链接方式 同一状态的进程其PCB成一链表，多个状态对应多个不同的链表 索引方式 同一状态的进程归入一个index表（由index指向PCB）， 多个状态对应多个不同的index表 2.2 进程控制 进程控制：进程的创建、撤消，进程状态转换的控 制。进程控制由进程控制原语和系统调用等在OS内核中实现，是OS进程管理的最基本功能。 进程创建 进程终止 进程的阻塞与唤醒 进程的挂起与激活 注：内核：OS的核心层部分，包括中断处理、时钟管理…… 原语：OS内核中能完成某特定功能的小程序，其在执行期间不 允许被分割 进程创建 进程图：描述进程之间的创建关系的有向树 子进程可以继承父进程拥有的资源，撤销父进程时同时撤销其所有子进程, 父子进程并发执行，父进程等待子进程执行结束 引起进程创建的相关事件（因素） 用户登陆（在分时系统中） 作业调度（在批处理系统中） 提供服务（用户提出请求） 应用请求（用户程序引发） 进程创建步骤及算法流程（创建原语调用Create() ） 为新进程分配空白PCB表 初始化PCB，分配资源，填入相关数据 置PCB状态为就绪 PCB插入就绪队列，插入进程家族树 进程终止 引起进程终止的因素 进程正常运行结束 出错或异常结束 外界干预，强行终止 进程终止的步骤及过程（终止原语） 若被终止进程正在执行，则释放CPU 终止（撤消）该进程的所有子进程 释放资源，归还给父进程或系统 将其PCB从相关队列中摘除，释放PCB 进程阻塞与唤醒 引起进程阻塞（唤醒）的因素 请求系统服务 （请求得到满足） 启动某种操作 （操作完成） 等待新数据到达 （新数据已送达 ） 进程完成任务，暂无事可做 （又有新任务） 进程阻塞的步骤及过程（阻塞或