ch2-2进程的描述与控制.ppt

2.3 进程的描述与控制 2.3.1 进程的定义和属性 2.3.2 进程的状态和转换 2.3.3 进程的组成要素 2.3.4 操作系统的控制结构 2.3.5 进程管理 2.3.6 进程的控制 进程的定义和属性(1) 进程的定义 进程是可并发执行的、具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位 进程的定义和属性（2） 进程的属性 ? 动态性： ? 独立性： ? 并发性： ? 异步性： 操作系统为什么要引入进程概念? 刻画系统动态性，发挥系统并发性，提高资源利用率 进程的状态和转换 三态模型 五态模型 进程的挂起状态 三态模型(1) 一个进程从创建而产生至撤销而消亡的整个生命周期，可用一组状态加以刻划，按进程在执行过程中的状况至少定义三种不同的进程状态： 三态模型(2)三种不同的进程状态 运行态（running）： 就绪态（ready）： 等待态（wait）：又称阻塞态（blocked） 三态模型(3)进程三态模型及其状态转换 三态模型(4)引起进程状态转换的具体原因 ? 运行态→等待态：等待使用资源或某事件发生 ? 等待态→就绪态：资源得到满足或事件发生 ? 运行态→就绪态：运行时间片到或有更高优先权进程到来 ? 就绪态→运行态：CPU空闲时选择一个就绪进程 ??五态模型(1) 五态模型(2) 进程五态模型及其转换 五态模型(3)进程状态转换的具体原因(1) ? NULL→新建态：创建一个进程; ? 新建态→就绪态：系统完成了进程创建操作，且当前系统的资源、性能和内存的容量均允许; 五态模型(4)进程状态转换的具体原因(2) ? 终止态→NULL：完成善后操作; ? 就绪态→终止态：某些操作系统允许父进程终结子进程; 进程的挂起(1) 由于进程的不断创建，系统资源特别是内存资源已不能满足进程运行的要求，就必须把某些进程挂起(suspend)，对换到磁盘镜像区中，释放它所占有的某些资源，暂时不参与进程调度 进程的挂起(2)挂起的原则 (1)把一些阻塞进程先对换出去，对换到磁盘镜像区中，释放它所占有的某些资源，腾出足够内存装入就绪进程运行 进程的挂起(3)挂起的原则 (3)定期执行的进程（如审计、监控、记账程序）对换出去，以减轻系统负荷 (4)用户要求挂起自己的进程，以便进行某些调试、检查和改正。如父进程要求挂起子进程，以进行某些检查和改正 进程的挂起(4)挂起的原则 (5)操作系统需要挂起某些进程，检查运行中资源使用情况，以改善系统性能，或当系统出现故障或某些功能受到破坏时，需要挂起某些进程以排除故障 挂起进程具有如下特征 ? 该进程不能立即被调度执行 具有挂起功能的进程状态 进程增加了两个新状态： 挂起就绪态（ready suspend）表明进程具备运行条件但目前在辅存储器中，当它被对换到主存才能被调度执行； 挂起等待态（blocked suspend） 表明进程正在等待某一个事件且在辅存储器中； 具有挂起功能的进程状态及其转换 具有挂起进程状态转换的具体原因(1) ? 等待态→挂起等待态：因为内存资源紧张，至少一个等待态进程将被对换出去成为挂起等待态； 具有挂起进程状态转换的具体原因(2) 挂起就绪态→就绪态：内存中没有就绪态进程，或内存较为空闲、系统负荷不重，或挂起就绪态进程具有比就绪态进程更高的优先级时，将把挂起就绪态进程转换成就绪态 进程的组成要素 ? 进程程序块 ? 进程数据块 ? 进程控制块 ?进程控制块(1) 是操作系统用于记录和刻划进程状态及有关信息的数据结构。 也是操作系统掌握进程的唯一资料，它包括进程执行时的情况，以及进程让出处理器后所处的状态、断点等各种信息。 进程控制块(2)进程控制块包含三类信息 标识信息 现场信息 控制信息 进程控制块(3)标识信息 用于唯一地标识一个进程，分由用户使用的外部标识符和被系统使用的内部标识号。 进程控制块(4)现场信息 进程让出处理器时必须把处理器现场信息保存到PCB中，以便当该进程重新恢复运行时可以恢复处理器现场 进程控制块(5)控制信息(1) 1）进程调度相关信息：如进程状态、进程优先级、进程等待事件等； 2）进程组成信息：如程序段指针、数据段指针; 3）进程间通信相关信息：如消息队列指针、互斥和同步机制需要的信号量等； 进程控制块(6)控制信息(2) 4）CPU资源的占用和使用信息：如时间片余量、进程己占用CPU总时间、进程己执行时间; 5）链接指针：本进程所在队列的下一个进程的PCB首地址； 6）资源清单：包括进程所需全部资源、已经分得的资源； 操作系统的控制结构