计算机操作系统_02进程的描述与控制讲述.ppt

第二章 进程的描述与控制 教学目的与要求： 1.掌握用前趋图描述程序的并发执行 2.掌握进程与线程的定义和状态 3.理解引入进程的原因，进程的特征及其控制 4.理解进程的局限性及引入线程的原因 5.了解OS/2操作系统的进程管理 重点与难点： 1. 进程和线程的基本概念、状态及其转换 2. 进程的动态特性与进程的局限性 3.进程的控制 主要内容： 2.1 前趋图和程序执行 2.2 进程的描述 2.3 进程控制 2.4 线程的基本概念 2.5 作业 2.1 前驱图和程序执行 一. 前趋图的定义 1.前趋图是一个有向无循环图，每个结点表示一个动作（若干相关语句或者一个进程），有向边表示两个动作发生的先后次序（关系）； 2.若有（Pi,Pj）∈→,即Pi→Pj，则Pi是Pj的前趋， Pj是的Pi后继； 3.前趋图中一定不能存在循环。 二、程序顺序执行 1.程序顺序执行概念: 是指程序在执行时，必须按照某种先后次序逐个执行，仅当前一操作执行完后，才能执行后继操作。 2.程序顺序执行的特征： 顺序性、封闭性、可再现性 封闭性：所谓封闭性是指程序一旦开始执行，其执行过程不受任何外界因素影响。 顺序性：当程序在处理机上执行时，处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。 可再现性：指程序对一组数据的重复执行必得到相同的结果。? 三．程序并发执行 1.程序并发执行 使一个程序分成若干个可同时执行的程序模块的方法称为并发程序设计，能够并发执行的程序称为并发程序。 2.程序并发执行的特征： 间断性、失去封闭性、不可再现性 例如,语句 x=a+b ； y=c+d ； 它们既可以同时执行，也可颠倒次序执行。对于这样的语句，同时执行不会改变顺序程序所具有的逻辑性质。因此，可以采用并发执行来充分利用系统资源以提高计算机的处理能力。 四．并发程序与顺序程序的比较 2.2 进程的描述 一. 进程的引入和定义 1.进程引入的原因： 进程是传统操作系统中最基本、最重要的概念。多道程序设计出现以后，为了刻划系统内部出现的新情况，描述系统内部各作业的活动规律而引入的。多道系统具有并行性、制约性、动态性的特点，而程序是静态的，不具备上述特性，不能描述上述特性，而进程却可以。 2.进程的定义 进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。 对进程的定义有很多种,常见的有 (1) 进程是可以并行执行的计算部分； (2) 进程是一个独立的可以调度的活动； (3) 进程是一抽象实体，当它执行某个任务时，将要分配和释放各种资源； (4) 行为的规则叫程序，程序在处理机上执行时的活动称为进程； (5) 一个进程是一系列逐一执行的操作，而操作的确切含义则有赖于以何种详尽程度来描述进程，等等。 以上进程的定义，尽管各有侧重，但在本质上是相同的。即主要注重进程是一个动态的执行过程这一概念。 3.进程的特征： 动态性、并发性、独立性、异步性、结构特征 4.进程和程序的区别与联系 区别： ⑴进程是一动态概念，而程序则是一静态概念。程序是指令的有序集合，永远存在，进程强调的是执行，是程序在数据集上的一次执行，有创建有撤销，存在是暂时的； ⑵进程具有并发性，而程序没有； ⑶进程是竞争计算机资源的基本单位，程序不是。 联系： ⑴进程是程序在数据集上的一次执行； ⑵一个程序可对应多个进程，一个进程可包括多个程序。?二．进程的基本状态1.进程的基本状态：在进程的生命期内，一个进程至少具有三种基本状态，它们是：执行状态、等待状态和就绪状态。 ①就绪态：进程获得除处理机之外的所有必要资源 ②执行态：进程获得处理机 ③阻塞态：正在运行的进程因某事件的发生而暂停进程的状态不断发生变化，但任何时候都要处于某种状态。 2.新状态和终止状态 3.进程的状态转换：（进程状态转换图） 三．进程的挂起状态 ⑴挂起状态的引入 终端用户的需要、父进程的需要、操作系统的需要、对换的需要、负荷调节的需要 ⑵进程的状态转换：（进程状态转换图） （思考：引入进程状态的原因是什么？）? 四．进程控制块（PCB） PCB是用来记录进程有关信息的数据结构，由系统建立。 ⑴PCB的作用： 记录了与进程有关的全部信息 是OS调度、控制和管理进程的主要数据基, 是进程存在标志 ⑵ PCB中包含的信息： 进程标识信息：外部标识符、内部标识符 　　处理机状态信息：各寄存器信息 　　进程调度信息：进程状态、优先级、事件等 　　进程控制信息：主要是CPU以外的各类资源 ⑶ PCB组织方式(见教材P45-46页图)： 链接方式：按状态分队，用指针链接 索引方式：也是按状态来