第二章计算机操作系统进程管理解读.ppt

例如,有两个程序A和B,它们共享一个变量N(初始值为x)。 A: N:=N+1 B: Print(N); N:=0; 程序A和B并发执行，可出现以下三种情况: (1)N:=N+1在Print(N)和N:=0之前,此时得到的N值分别为x+1, x+1, 0。 (2)N:=N+1在Print(N)和N:=0之后,此时得到的N值分别为x, 0, 1。 (3)N:=N+1在Print(N)和N:=0之间,此时得到的N值分别为x, x+1, 0。 2.1.4 进程的特征与状态 1、进程实体的构成 (1)程序(段)：进程要进行的操作。 (2)数据段：包括操作的数据和程序自己的变量。 (3)进程控制块PCB(Process Control Block)：存放进程标识符、进程运行的当前状态、程序和数据的地址、程序运行时的CPU环境等。 4.进程与程序的区别 进程是动态的，程序是静态的：程序是有序代码的集合，它可以复制；进程是程序在数据集上的一次执行。 进程是暂时的,程序是永久的：进程是一个状态变化的过程，有它的撤销，程序可长久保存。 进程具有结构特征：由程序段、数据段和进程控制块三者组成，而程序仅是指令的有序集合,是进程的组成部分之一。 进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程。 (3)进程的其它两种状态 创建状态：当一个新进程刚刚建立,还未将其放入就绪队列时的状态，称为新状态。 终止状态：当一个进程已经正常结束或异常结束，操作系统已将其从系统队列中移出，但尚未撤消，这时称为终止状态。 内容概述 2.2 进 程 控 制 1.系统态和用户态 处理机的执行状态分系统态和用户态两种: (1)系统态(管态、核心态)：有较高特权，能执行一切指令，访问所有寄存器和存储区。 (2)用户态(目态)：有较低特权，能执行规定指令，访问指定寄存器和存储区。 用户程序运行在用户态，不能执行OS指令及区域。 OS内核运行在系统态，进程控制是由OS内核实现的。 2.2 进 程 控 制 2.进程控制的功能 进程控制是进程管理中最基本的功能： 创建新进程 终止已结束进程 终止由于某事件而无法运行下去的进程 负责进程的状态转换 进程控制一般由OS的内核中的原语来实现的。 2.2 进 程 控 制 3.原语 由若干条指令构成的“原子操作”过程，在执行期间不可中断，作为一个整体而不可分割。 原子操作：一个操作中的所有动作要么全做，要么全不做。 原子操作在管态下执行，常驻内存。 原语的作用是为了实现进程的通信和控制。 2.2 进 程 控 制 2.2.1 进程的创建 2.2.2 进程的终止 2.2.3 进程的阻塞与唤醒 2.2.4 进程的挂起与激活 2.2 进 程 控 制 2.2.1 进程的创建 2.2.2 进程的终止 2.2.3 进程的阻塞与唤醒 2.2.4 进程的挂起与激活 2.2 进 程 控 制 2.2.1 进程的创建 2.2.2 进程的终止 2.2.3 进程的阻塞与唤醒 2.2.4 进程的挂起与激活 2.2 进 程 控 制 2.2.1 进程的创建 2.2.2 进程的终止 2.2.3 进程的阻塞与唤醒 2.2.4 进程的挂起与激活 内容概述 2.3 进程同步 进程同步的主要任务是对多个相关进程在执行次序 上进行协调，以使并发执行的诸进程之间能有效地共享 资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。 2.3.1 进程同步的基本概念 2.3.2 信号量机制 2.3.3 信号量的应用 2.3.4 管程机制 2.临界资源 定义:在一段时间内只允许一个进程访问的资源。 例如:打印机、磁带机、卡片输入机、变量、表格、数据、 指针、数组等。进程之间采取互斥方式实现对这些 资源的共享。 例子： 3.临界区 不论是硬件临界资源还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。 在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。 每个进程进入临界区之前应先对欲访问的临界资源进行检查，看是否正在被访问。如果此刻该临界资源未被访问，该进程可进入临界区,并设置它正在被访问的标志，在临界区之前执行的这段代码称为进入区。 在临界区后面也要加上一段代码，用于将临界区被访问的资源恢复为未被访问的标志，称为退出区。 2.3 进程同步 2.3.1 进程同步的基本概念 2.3.2 信号量机制 2.3.3 信号量的应用 1965年,荷兰学者Dijkstra提出的信号量(Semaphores)机制是一种有效的进程同步工具,所以P、V分别是荷兰语的test(proberen)和increment(verhogen)。 信号量机制已从整型信号量发展为记录型信号量、AND型信号量,又进一步发展