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第二章 进程管理 2.1 进程的基本概念 2.1.1 程序的顺序执行及其特征 1. 程序的顺序执行 仅当前一操作(程序段)执行完后，才能执行后继操作。例如，在进行计算时，总须先输入用户的程序和数据，然后进行计算，最后才能打印计算结果。 S1: a=x+y; S2: b=a-5; S3: c=b+1; 2.1.1 程序的顺序执行及其特征 2. 程序顺序执行时的特征 顺序性：处理机的操作，严格按照程序所规定的顺序进行，即只有前一操作结束后，才能执行其后继操作。 封闭性：程序在运行时 ，独占全机资源，因而机内各资源的状态，只有本程序才能改变，执行结果不受外界的影响。 可再现性：只要程序执行时的环境和初始条件相同, 就将获得相同的结果。 2.1.2 前趋图 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。 图中的每个结点可用于描述一个程序段或进程，乃至一条语句；结点间的有向边则用于表示两个结点之间存在的偏序或前趋关系。 初始节点：没有前趋的节点 。 终止结点：没有后继的结点。 程序并发执行结果不可再现的示例 程序并发执行的条件 R(pi)={a1,a2,a3,….an}表示程序Pi在执行期间所要读的变量集合： W(pi)={b1,b2,b3,…bn}表示Pj在执行期间所要写的变量集合。 当两个程序p1和p2具有如下条件时，便能并发执行，且具有可再现性：R(P1)∩W(P2)UR(P2)∩W(P1)UW(P1)∩W(P2)={} ，它们便能并发执行,否则不能. 任意两个程序并发执行的条件是： Pi的读变量与Pj的写变量不能是公共的 Pi的写变量与Pj的读变量不能是公共的 Pi，Pj不能往同一个变量里写 引入进程的原因 进程概念的引入是为了跟踪描述程序的并发执行。当允许程序并发执行时，并发执行的程序可能是同一程序在不同数据集合上的执行，也可能是不同的程序在不同数据集合上的执行，它们共享系统资源，用程序已不能方便地描述程序的并发执行，所以引入了进程的概念。 2.1.4 进程的特征与状态 1. 进程的特征和定义 1) 结构特征：程序段、相关的数据段、PCB构成了进程实体。 2) 动态性 ：进程是进程实体的一次执行过程 3) 并发性：多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间内同时运行 。 4) 独立性：独立运行和资源调度的基本单位。 5) 异步性 ：各自独立的、不可预知的速度向前推进。 进程定义  (1) 进程是程序的一次执行。 (2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。 (3) 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。 进程定义：“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”。 思考：进程与程序的联系与区别？ 试比较进程与程序的异同 进程和程序是紧密相关而又完全不同的两个概念。 (1)每个进程实体中包含了程序段和数据段这两个部分，因此说进程与程序是紧密相关的。但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外，还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB。 (2)进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；动态性还表现在进程由创建而产生、由调度而执行、由撤消而消亡，即它具有一定的生命周期。而程序则只是一组指令的有序集合，并可永久地存放在某种介质上，其本身不具有运动的含义，因此是静态的。 试比较进程与程序的异同 (3)多个进程实体可同时存放在内存中并发地执行，其实这正是引入进程的目的。而程序(在没有为它创建进程时)的并发执行具有不可再现性，因此程序不能正确地并发执行。 (4)进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而因程序(在没有为它创建进程时)不具有PCB，所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。 (5)进程与程序不一一对应。同一个程序的多次运行，将形成多个不同的进程；同一个程序的一次执行也可以产生多个进程(如UNIX中通过fork调用)；而一个进程也可以执行多个程序(如UNIX中通过exec调用)。 2. 进程的三种基本状态 1) 就绪(Ready)状态：进程一旦获得CPU就可以投入运行的状态 2) 执行状态：进程获得CPU正在运行的状态 3) 阻塞状态：进程由于等待资源或某个事件的发生而暂停执行的状态 进程在运行期间不断地从一个状态转换到另一个状态，进程的各种调度状态依据一定的条件而发生变化。 3. 挂起状态 “挂起”的实质是使进程不能继续运行，即使挂起后的进程处于就绪状态，它也不能参与对CPU的竞争。因此，称被挂起的进程处于静止状态，相反，没被挂起的进程