操作系统2016.ppt

计算机操作系统;目 录;3.1 进程概念; 前趋图是一个有向无循环图，用于描述进程之间执行的前后关系。 图中的每个结点用于描述一个程序段、一个进程或是一条语句；结点间的有向边则用于表示两个结点之间存在的前趋（偏序）关系“ ”。; 在前趋图中，把没有前趋的结点称为初始结点，把没有后继的结点称为终止结点 。;3.1.1 程序的顺序执行及其特征;3.1.1 程序的顺序执行及其特征;【例 2】用计算机计算 n 个表达式的值。;3.1.2 程序的并发执行及其特征;I1;3.1.2 程序的并发执行及其特征;R(s1)∩W(s2)∪R(s2)∩W(s1)∪W(s1)∩W(s2)＝?;3.1.2 程序的并发执行及其特征;【例3】有程序A和B，它们共享一个变量 N。A每执行一次时，都要做 N=N+1 操作；B每执行一次时，都要执行 Print(N) 操作，然后再将 N 置成 “0” 。且 A 和 B 以不同的速度运行。;已有的一些定义充分反映了进程的实质： 进程是程序的一次执行； 进程是可以和别的计算并发执行的计算； 进程是定义在一个数据结构上，并能够在其上进行操作的一个程序； 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 ; 综上，将进程定义为： 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。; （1）结构特征：进程实体＝程序＋数据＋PCB （2）动态性，是最基本特性，表现在：进程是一次实体的运行过程，拥有生命周期 （3）并发性，多个进程实体同存于内存，并在一段时间内同时运行 （4）独立性，是获得资源和独立调度的基本单位 （5）异步性，进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进; 程序和进程之间的区别与联系： 程序是完成特定任务的一组指令的集合，可以永久保存，具有静态性； 进程有生命周期，是程序在某一数据结构上的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位，具有动态性； 一个进程可以包含多个程序，一个程序也可以被多个进程执行。;1. 两状态模型 包含运行态（Running）和非运行态（Not running）两种进程状态 创建了一个新进程之后，它会以非运行态加入到系统中，等待操作系统为其分派处理器 当前处于运行态的进程会不时地中断，由系统中的分派器选择处于非运行状中的某一个进程运行;（a） 状态变迁图;（b） 排队图;2.五状态模型 包括就绪态（Ready）、运行态（Running）、阻塞态（Blocked）、新建态（New）和终止态（Terminate） 进程状态描述： （1）新建态：刚刚创建的新进程，通常是指进程控制块已经创建，但还没有加载到系统内存中的进程 （2）就绪态：进程等待系统为其分派处理器，而此时处理器被其它进程占据，所以该状态进程不能执行但已经具备了除处理器之外的进程执行所需要的所有条件。; （3）运行态：进程已获得所需资源并占据处理器，处理器正在执行该进程 （4）阻塞态：也称为等待态、挂起态或睡眠态，进程在等待某个事情的发生而暂时不能运行，例如等待某个I/O操作的完成 （5）终止态：进程或者因为执行结束或者因为被撤销而从可执行进程组中退出 ;图3.5 五状态模型（P40）; 对于内存中的多个进程，处理器依次选中运行，当一个进程正在等待 I/O 事件发生时，处理器转移到另一个进程。但是处理器的速度比 I/O 要快很多，有可能内存中所有进程都在等待 I/O 事件的完成，导致处理器处于空闲状态。 一种可行的解决问题的办法是引入挂起的概念。; 挂起状态又称静止状态，而其余的非挂起状态均称为活动状态。;图3.6 引入挂起的进程状态转换模型;进程控制块（Process control block, PCB）是操作系统用来记录进程状态和相关信息，控制进程运行的数据结构，是进程的唯一标识符。 在PCB中，主要包含如下的信息： ; PCB 是进程实体的一部分，是OS 中最重要的记录型数据结构。它记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及管理进程运行的全部信息。;进程控制是进程管理中最基本的功能 在操作系统中，不同功能都是通过执行各种原语（Primitive）操作实现 原语是由若干条指令构成、可完成特定功能的程序段；它是不可分割的操作单元，在执行过程中不会被中断！;引起进程创建的事件： （1）批处理作业 （2）用户登录 （3）提供服务 （4）进程派生;创建一个新进程的具体步骤： （