操作系统第二章进程的描述与控制09_10_2.ppt

第二章;本章讨论的主要问题;§2.1 程序的执行与特征 (一）;§2.1 程序的执行与特征 （二）;2、程序的并发执行;问 题 程序的顺序执行与程序的并发执行有那些不同的特征？ ;3、程序并发执行的特征; 不可再现性是程序并发执行时的间断性及失去封闭性的必然结果，即程序的执行结果与其执行速度有关。 例： 程序A 程序B . . . . N :=N+1 PRINT(N) . N :=0 . . . . ;§2.2 进程的描述 （一）;*;*;指令的执行 执行指令的基本过程分为两步，即: 从内存把指令读入的过程和执行的过程。 其中，读指令是根据程序计数器PC所指的地址读入，而执行的指令则是指令寄存器IR中的指令。 我们把指令的读入和执行过程称为一个执行周期。 图 指令的执行周期; 图 计算机的基本硬件元素; 图 控制器基本组成框图 ; 进程是可并发执行的程序在给定数据集合上的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位和实体，是执行一个映象程序的总环境，是一个动态的概念。;进程是执行程序的动态过程—动态概念。 程序是进程运行的静态文本—静态概念。;§2.2 进程的描述 （四）;§2.2 进程的描述 （五）;2、进程状态的细化;3、细化的进程状态图;§2.2 进程的描述 （八）;§2.2 进程的描述 （九）; 不同操作系统，PCB所包含的信息类型及数量可能有所不同，但一般包括两类信息。;?? 进程队列及其管理;??进程队列及其管理;§2.3 进程控制 （一）;处理器;处理器状态;特权指令与非特权指令;;特权指令与非特权指令;寄存器;与操作系统相关的几种主要寄存器 寄存器与操作系统密切相关，因为它们是在处理机中交换数据的速度比内存更快、体积也更小，而价格又更贵的暂存器件。 处理机中寄存器的功能分为二类，即用户可编程的寄存器以及控制与状态寄存器。 机器语言或汇编语言的程序员可对用户可编程寄存器进行操作，以获得更高的执行效率等。 控制与状态寄存器则被用来对处理机的优先级、保护模式或用户程序执行时的调用关系等进行控制和操作。 一般来说，用户可编程寄存器和控制与状态寄存器之间没有严格的区分和限制，在不同的系统中，寄存器的功能和作用可能不完全相同。;典型的用户可编程寄存器包括以下几种： 1. 数据寄存器 编程人员可以通过程序赋予数据寄存器众多的功能。一般来说，对数据进行操作的任何机器指令都被允许访问数据寄存器。不过，根据硬件设置的规定，这些寄存器也可能只被允许进行浮点运算或被其他某些规定所限制。 2. 地址寄存器 地址寄存器一般用来存放内存中某个数据或指令的地址，或者存放某段数据与指令的入口地址以及被用来进行更复杂的地址计算。下面几种寄存器都可被认为是地址寄存器：;(1） 地址标识位寄存器； (2） 内存管理用各种始地址寄存器； (3） 堆栈指针； (4） 设备地址寄存器等。 3. 条件码寄存器 条件码寄存器也称标志寄存器。条件码寄存器的比特位由处理机硬件设置。 典型的控制与状态寄存器包括以下几种： 4. 程序计数器PC 程序计数器内装有下一周期被执行指令的地址。 5. 指令寄存器IR 指令寄存器内装有待执行指令。;6. 程序状态字PSW 程序状态字寄存器的各个比特位代表系统中当前的各种不同状态与信息。如执行模式是否允许中断等。 7. 中断现场保护寄存器 如果系统允许不同类型的中断存在，则会设置一组中断现场保护寄存器以便保存被中断程序的现场和链接中断恢复处。 8. 过程调用用堆栈 堆栈被用来存放过程调用时的调用名、调用参数、以及返回地址等。 寄存器被广泛应用于计算机系统中，它们与操作系统有着非常直接和密切的关系。操作系统设计人员只有在完全掌握和了解硬件厂商所提供的各种寄存器的功能和接口之后，才能进行操作系统设计。;程序状态字寄存器;程序状态字寄存器;§2.3 进程控制 （二）;