OS第3章进程管理(MR).ppt

本章教学内容 3.1 进程的概念 3.2 进程的描述 3.3 进程状态及其转换 3.4 进程控制 3.5 进程互斥 3.6 进程同步 3.7 进程通信 3.8 死锁问题 3.9 线程的概念 3.10 线程分类与执行 本章学习目标 进程的概念 进程的描述、状态及转换 进程控制的实现 进程的互斥与同步 进程的通信 进程死锁问题的解决 线程 3.1 进程的概念 程序的并发执行 进程的定义 程序的顺序执行 (1)程序的顺序执行 程序是人们要计算机完成的一些指令序列，是一个按严格次序、顺序执行的操作序列，是一个静态的概念。我们把一个具有独立功能的程序独占处理机，直到最后结束的过程称为程序的顺序执行。 程序的顺序执行 (2)程序顺序执行时的特征 顺序性。 封闭性。 可再现性。 多道程序系统中的程序执行环境的变化 需要计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序; 特点: 独立性 随机性 资源共享 程序的并发执行 (1)什么是程序的并发执行: 所谓程序的并发执行是指多道程序在同一时间间隔内同时发生。 程序的并发执行可总结为：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的一种执行方式。 顺序执行与并发执行的比较 程序的并发执行 (2)程序并发执行的判断方法：Bernstein条件 解释： 运算的读集是指在运算执行期间引用的所有变量的集合；记作 R(Si) 运算的写集是指在运算执行期间要改变的所有变量的集合。记作 W(Si)　 程序的并发执行 原理：不同运算（或程序）的读集与写集的交集和写集与写集的交集的并集为空集时，这几个运算（或程序）可以并发执行。 如果两个程序P1和P2满足下述条件，它们便并发执行，否则不能． R(P1)∩W(P2)∪W(P1)∩R(P2)∪W(P1)∩W(P2)={Φ} 程序的并发执行 例：下面有四条语句： 语句　　　　　　读集　　　　　写集 P1:a=x+y; R(P1)={x,y} W(P1)={a} P2:b=z+1;　 R(P2)={z} W(P2)={b} P3:c=a+b;　 R(P3)={a,b} W(P3)={c} P4:d=c-2;　 R(P4)={c} 　　 W(P4)={d} 试问P1和P2是否可以并发执行? P1和P3是否可以并发执行? 程序的并发执行 (3)程序并发执行所带来的影响：如果并发执行的程序段不按照特定的规则和方法进行资源共享和竞争，则其执行结果将不可避免地失去封闭性和可再现性。 例（P41） 程序的并发执行 进程的定义 ⒊1.2人们对进程下过许多定义。现列举其中的几种： （1）进程是一个独立的可以调度的活动。 （2）进程是可以并行执行的计算部分。 （3）进程是一个抽象实体，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。 进程：一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程和分配资源的基本单位。(1978年全国操作系统会议) 进程与程序 进程和程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系。它们之间的主要区别是： （1）程序是静态的概念；而进程则是程序的一次执行过程。它是动态的概念。 （2）进程是一个能独立运行的单位，能与其它进程并发执行；而程序是不能作为一个独立运行的单位而并发执行的。 （3）进程是竞争计算机资源的基本单位，从而其并发性受到系统自己的制约。 （4）不同的进程可以包含同一程序，只有该程序所对应的数据集不同。 进程的特性 从进程与程序的区别可以看出，进程具有如下特征： 动态性:是进程最基本的特性。进程由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及因撤消而消亡。 并发性:这是指多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间段内同时执行。并发性是进程的重要特征，同时也是操作系统的重要特征。提高并发性，可以提高系统的效率。 独立性:进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。 异步性:这是指进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进；或者说，进程按异步方式运行。 结构特征:从结构上看，进程实体是由程序段、数据段及进程控制块三部分组成，也称这三部分为进程映像。 3.2 进程的描述 进程控制块PCB 进程上下文 进程空间 进程的描述 进程实体通常是由程序、数据集合和PCB这三部分构成，也称为“进程映象”。 进程控制块PCB PCB集中反映一个进程的动态特征，当系统创建了一个新进