第3章 进程和进程管理.ppt

第3章 进程与进程管理 第3章 进程与进程管理 3.1 进程的引入 3.2 进程 3.3 进程调度 3.4 线程的基本概念 3.5 Linux的进程与进程管理 3.1 进程的引入 前趋图的定义 前趋图（Procedence Graph）是一个有向无循环图（DAG）。图中的每个结点可用于表示一条语句、一个程序段或进程；结点间的有向边则表示在两结点之间存在的偏序或前趋关系“→”，→={(Pi，Pj)| Pi必须在Pj开始前完成 }。 3.1 进程的引入 程序顺序执行 定义 程序在执行时，必须按照某种先后次序逐个执行，仅当前一操作执行完后，才能执行后继操作 程序顺序执行的特征 －程序执行的顺序性 处理机的操作严格按程序规定的顺序执行，即只有前一操作结束后才能执行后继操作 3.1 进程的引入 －程序执行的封闭性 程序一旦开始运行，其执行结果不受外界因素的影响 －程序执行结果的确定性 程序执行的结果与它的执行速度、时间无关 －程序结果的可再现性 程序执行时的环境和初始条件相同，当程序多次重复执行时，都将获得相同的结果 3.1 进程的引入 程序并发执行 定义 在上图中的输入程序、计算程序和打印程序三者之间，存在着Ii→Ci→Pi这样的前趋关系，以致对一个作业的输入、计算和打印三个操作必须顺序执行，但并不存在Pi→Ii+1关系，因而在对一批程序进行处理时，可使它们并发执行。 3.1 进程的引入 程序并发执行特征 －程序执行的间断性 程序执行的相互制约将导致并发程序具有“执行—暂停执行—执行”这种间断性的活动规律 －程序执行失去封闭性 因多个程序共享系统中的资源，所以某程序在执行时必然会受到其他程序的影响 3.1 进程的引入 －程序执行结果的不可再现性 由于失去了封闭性，也将导致失去其可再现性 －资源共享 系统中的硬件资源和软件资源不再被单个用户或程序独占，而为多个用户或作业共同使用 －程序和计算不再一一对应 程序和计算是两个不同的概念，在程序并发执行中一个共享程序可对应多个“计算”，程序与“计算”已不再一一对应 3.1 进程的引入 多道程序设计 定义 在采用多道程序设计的计算机系统中，允许多个程序同时进入一个计算机系统的内存储器并运行，这种让多个程序同时进入计算机计算的方法称为多道程序设计。 目的 提高处理器的效率，从而提高整个系统的效率 必须解决的问题 －存储保护与程序浮动 －处理器的管理和调度 －系统资源的管理和调度 3.2 进程 引入进程的原因 为了使程序在多道程序环境下能够并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，引入进程的概念 程序段、数据段及进程控制块三部分构成了一个进程的实体 进程的概念 进程的定义 进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。或者说，“进程”是进程实体的运行过程。 3.2 进程 程序与进程的区别与联系 区别: 进程是程序的一次执行，是一个动态的概念，程序是完成某个特定功能的指令的有序序列，是一个静态的概念 一个进程可以执行一个或几个程序，同一程序也可能由多个进程同时执行 进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，程序则不是 程序可以作为一种软件资源长期保存，而进程是程序的一次执行过程，它是临时的，有生命期的 进程是具有结构的 联系:进程是程序的运行 3.2 进程 进程的特征 动态性：进程的基本特性。进程是进程实体的执行过程； 并发性:进程的主要特征。多个进程实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行； 独立性：进程实体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：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，有人把这三部分统称为“进程映像”。 3.2 进程 进程的基本状态及其转换 进程的三种基本状态 就绪状态 当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机便可立即执行，这时的状态称为就绪状态 执行状态 指进程已获得处理机，其程序正在执行 阻塞状态 进程因发生某种事件（如I/O请求、申请缓冲空间等