操作系统许曰滨版第三章研究报告.pptx

Chapter 3：进程管理 计算机操作系统 1 进程管理的基本概念 进程控制块 进程控制 进程调度 实时系统的进程调度 线程（Thread） 关于调度讨论 本章主要内容 2 操作系统为什么要引进“进程”？ 到底什么是进程？ 进程有哪些特征？ 进程与程序、作业的关联与区别？ 进程管理模块要实现哪些功能？ 学习要点 3 3.1.1 程序的运行方式 顺序运行 顺序运行方式是一种最容易实现的方式，常见于早期的单道批处理系统中。这种方式具有以下基本特征： ? l 顺序特征 l????独占特征 l????确定性特征 l????可重现性特征 3.1 进程管理的基本概念 4 2. 并发运行 并发运行是多道程序系统中的一种运行方式。它允许多个程序共享CPU，以并发方式进行运算。在这种方式下，系统的资源不再被某一个程序独占，而是由多个程序共享。 多道程序并发运行: 指的是内存中同时活跃着多个用户进程，它们以CPU共享方式投入运行。 5 并发运行的基本特征： 异步特征 资源共享特征 相互制约特征 不可重现性 6 进程：是程序的运行过程，是可以独立申请并获得系统资源，能够与其他进程并发运行的基本单位。 进程具有以下5个特征： （1）动态特征 （2）并发特征 （3）独立特征 （4）异步特征 （5）结构特征 3.1.2 进程概念 7 进程管理，是操作系统中最重要的组成部分，它的功能可大体分为两个方面：进程控制和进程调度。 1. 进程控制 ·??创建新进程，撤消已结束的进程。 ·??阻塞或唤醒一个进程，挂起或激活一个进程。 ·??进程同步与通信控制。 2. 进程调度 ·???根据进程当前状态决定哪个进程获得CPU，以 及占用多长时间。 ·??? 将CPU分给进程。 3.1.3 进程管理的主要功能 8 一般用户如何感受到进程？ 9 //ex1.c #include unistd.h #include stdio.h #include stdlib.h int main() { int pid; pid=fork(); printf(“Hello\n); } 10 操作系统如何管理进程？ PCB、进程状态、状态转换 进程管理模块如何实现管理功能？ 进程控制原语 进程调度 进程的同步与互斥（第四章） 要点之二 11 一个进程在其生命周期中，需要经历多个发展阶段。每个阶段进程的推进位置、资源占有情况都在发生不断变化。为了描述不断变化的进程，系统引入一种与进程相联系的数据结构——进程控制块PCB。 进程控制块PCB的内容包括以下4部分： 进程标识 调度信息 处理机信息 进程控制信息 3.2 进程控制块 12 1．进程标识 进程标识是系统识别进程的标志。 不同进程，其标识也不同。 进程标识可分为外部标识和内部标识两部分。其中，外部标识（也称作进程的外部名），是进程的创建者提供的进程名字，通常由字符串组成。内部标识（也称作进程的内部名，简记为Pid）是系统为进程命名的一个代码，通常是一个整型数。 13 2．调度信息 （1）进程优先数，描述进程紧迫性的信息。 （2）进程状态信息，描述进程当前处于何种状态。 （3）其它调度信息。这部分信息有：进程在系统中等待的时间有多久，已在CPU上运行的时间是多少，剩余的运行时间有多少等。这些信息可帮助系统选择一个最迫切、最具运行条件的进程投入运行。 14 3. 处理机信息 当一个进程运行过程中发生某些事件，使该进程运行不下去时，系统将剥夺它的CPU，交给别的进程使用。则，该进程的CPU现场信息可以保存在它自己的PCB内，以便该进程重新获得CPU时可以从此处恢复现场信息，继续运行。 （1）通用寄存器的内容：包括数据寄存器、段寄存器等。 （2）程序状态字PSW（Program Status Word）及程序计数器PC（Program Count）值。 （3）进程的堆栈指针。 15 4.进程控制信息 这部分内容是系统对进程实施控制的依据，主要包括程序代码及数据集的相关说明： （1）程序代码和数据集所在的内存地址。 （2）资源清单，记载进程请求资源的情况和已经占有资源的情况。 （3）同步与通信信息。 （4）外存地址。 （5）家族信息。 （6）链接指针。 16 如Linux中PCB类型定义 struct task_struct { …