[计算机]OS1-第二章 处理器管理_23进程及其实现.ppt

Agenda 第一章 OS综述 第二章 处理器管理 第三章 并发进程 第四章 存储管理 第五章 设备管理 第六章 文件管理 第二章 处理器管理 2.3 进程及其实现 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 进程的描述 2.3.4 进程切换与模式切换 2.3.5 进程的控制 2.3.6 实例研究：Linux 2.4的进程管理 2.3.1 进程的定义和性质 进程是为了描述程序在并发执行时对系统资源的共享，所需的一个描述程序执行时动态特征的概念 定义：Process 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配、调度和保护的独立单位 操作系统为什么要引入进程概念? 原因1-刻画系统的动态性，发挥系统的并发性，提高资源利用率。 原因2-它能解决系统的“共享性”，正确描述程序的执行状态。 程序与进程之间的区别 程序与进程之间的区别 进程更能真实地描述并发，而程序不能 进程是由程序和数据和控制块三部分组成的 程序是静态的，进程是动态的 进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的 一个程序可对应多个进程，反之亦然 进程具有创建其他进程的功能，而程序没有 进程的属性 ?结构性：包含数据集合和运行在其上的程序 ?共享性：多个进程可共享一个程序 ?动态性：执行过程，有生命周期 ?独立性：体现在资源分配，系统调度上 ?制约性：运行时，要相互等待，相互制约 ?并发性：并发地执行 有时，对进程进行分类： 系统进程 用户进程 （系统进程优先于用户进程） 2.3.2 进程的状态和转换 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。 运行态（Running）： 进程占有CPU，并在CPU上运行 就绪态（Ready）： 一个进程已经具备运行条件，但由于无CPU暂时不能运行的状态（当调度给其CPU时，立即可以运行） 等待态（Blocked）： 又叫阻塞态、封锁态、睡眠态指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态（即使CPU空闲，该进程也不可运行） 增加: 创建状态，终止状态 NULL→新建态：创建一个子进程。 新建态→就绪态：系统完成了进程创建操作，且当前系统的性能和内存的容量均允许。 运行态→终止态：一个进程到达自然结束点，或出现了无法克服的错误，或被操作系统所终结，或被其他有终止权的进程所终结。 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。 等待态→终止态：某些操作系统允许父进程终结子进程。 增加: “挂起”状态 为什么要有“挂起”状态? 由于进程的不断创建，系统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，暂时不参与进程调度，起到平滑系统操作负荷的目的。 就绪状态(Ready)：进程在内存且可立即进入运行状态 阻塞状态(Blocked)：进程在内存并等待某事件的出现 阻塞挂起状态（Blocked, suspend）：进程在外存并等待某事件的出现 就绪挂起状态（Ready, suspend）：进程在外存，但只要进入内存，即可运行 挂起（Suspend）：把一个进程从内存转到外存可能有以下几种情况 阻塞→阻塞挂起：没有进程处于就绪状态或就绪进程要求更多内存资源时，发生这种转换，以提交新进程或运行就绪进程 就绪→就绪挂起：当有高优先级阻塞（系统认为会很快就绪的）进程和低优先级就绪进程时，系统会选择挂起低优先级就绪进程 运行→就绪挂起：对抢占式系统，当有高优先级阻塞挂起进程因事件出现而进入就绪挂起时，系统可能会把运行进程转到就绪挂起状态 激活（Activate）：把一个进程从外存转到内存；可能有以下几种情况： 就绪挂起→就绪：没有就绪进程或挂起就绪进程优先级高于就绪进程时，发生转换 阻塞挂起→阻塞：当一个进程释放足够内存时，系统会把一个高优先级阻塞挂起（系统认为会很快出现所等待的事件）进程转换为阻塞状态。 2.3.3 进程的描述 操作系统的控制结构 进程映象 (进程要素) 进程控制块（Process Control Block） PCB表组织方式 操作系统核心控制结构是进程结构,资源管理的数据结构将围绕进程结构展开。 操作系统核心控制结构是进程结构,资源管理的数据结构将围绕进程结构展开。 操作系统核心控制结构是进程结构,资源管理的数据结构将围绕进程结构展开。 操作系统核心控制结构是进程结构,资源管理的数据结构将围绕进程结构展开。 操作系统中把进程物理实体和支持进程运行的环境合称为进程上下文（context）。 当系统调度新进程占有处理器时，新老进程随之发生上下文切换。进程的