[工学]操作系统课件 第二章.ppt

第二章 进程管理 2.1进程的基本概念 2.1.1 程序的顺序执行及特征 一、程序执行有固定的时序。（图2-1p27） 二、特征： 顺序性、封闭性、可再现性 2.1.2前趋图定义 有向无循环图 表示方式： （1）p1---p2 （2）---={(p1,p2)| p1 必须在p2开始前完成} （图2-2 P27） 节点表示：一条语句，一个程序段，一进程。 2.1.3 程序的并发执行 一、多个程序的并发执行（可能性分析） 程序的并发执行(2) 二、特征 间断性 失去封闭性：主要由共享资源引起 不可再现性：P29例，设N的初值为n。 有2个循环程序A和B，它们共享一个变量N，程序A每执行一次时，都要做N:=N+1; B则每次要执行Print(N), 然后再做N:=0. 若程序A,B以不同的速度运行有以下三种不同的结果 程序的并发执行(3) N:=N+1在print(N)和N:=0之前，则N值分别为n+1,n+1,0. N:=N+1在print(N)和N:=0之后，则N值分别为n,0，1. N:=N+1在print(N)和N:=0之间，则N值分别为n,n+1,0. 思考题 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响？ 试比较进程与程序的异同。 2.1.4进程的特征和状态 1. 进程的特征和定义 一、定义： 程序的一次执行过程 1.结构特征 进程：由程序段、数据段及进程控制块三部分构成，总称“进程映像”。 2.动态性 由“创建”而产生，由“调度”而执行；由得不到资源而阻塞；由撤消而消亡。（而程序是静态的）。 2.1.4进程的特征和状态(2) 3.并发性 只有建立了进程，才能并发执行。 4.独立性。 独立运行，独立获得资源。 5.异步性：（间断性） 2.1.4进程的特征和状态(3) 2. 进程的三种基本状态（图2-5p31） 就绪状态 执行状态 阻塞状态 2.1.4进程的特征和状态(4) 3. 挂起状态（被换出内存的状态） 引入原因 终端用户请求 父进程请求 负荷调节需要 操作系统需要 进程状态的转换(图2-6) 活动就绪? 静止就绪 活动阻塞? 静止阻塞 静止就绪? 活动就绪 静止阻塞? 活动阻塞 图2－6 具有挂起状态的进程状态图 实验 写一个程序描述进程状态迁移过程。 要求： 提供导致进程状态变化的调用接口，包括创建、删除、调度、阻塞、时间到、挂起、激活等。 实现进程列表显示的接口。 注：这里设计的进程是一个假设的对象实体，是由程序自己创建和删除，不是系统维护的进程。 2.1.5进程控制块 1.进程控制块的作用 是进程存在的唯一标志； PCB(process control block)常驻内存 2.进程控制块中的信息 标识、处理机状态，进程调度信息，进程控制信息 2.1.5进程控制块(2) 3.PCB的组织 链接（p33图2-7） 索引(p34图2-8) 等待队列示例 struct wait_queue { struct task_struct * task; struct wait_queue * next; }; 2.1.5进程控制块(3) 3.PCB的组织 索引(p34图2-8) 2.2 进程控制 2.2.1 进程的创建 一、进程图： 描述了进程的家族关系：（P34 图2-9） 子进程可继承父进程的资源，撤消时应归还给父进程，父进程的撤消会撤消全部子进程。 二、引起创建进程的事件： 1.用户登录： 为终端用户建立一进程 2.作业调度：（不是进程调度） 为被调度的作业建立进程 3.提供服务： 如要打印时建立打印进程 2.2.1 进程的创建(2) 4.应用请求： 由应用程序建立多个进程 三、进程的创建：（creat原语） 1.申请空白PCB（一个系统的PCB是有限的） 2.为新进程分配资源（不同于一般的分配，PCB-LIST在一个特殊区域） 3.初始化PCB 4.将新进程插入就绪队列。 2.2.2 进程的终止 一、引起进程终止的事件 1.正常结束：如Halt、logoff 2.异常结束：如Protect error、overtime等 3.外界干预： a.系统员kill进程； b.父进程终止； c.父进程请求。 2.2.2 进程的终止(2) 二、进程的终止过程 （1）检查进程状态； （2）执行态――中止，且置调度标志为真。 （3）有无子孙需终止。 （4）归还资源给其父进程或系统。 （5）从PCB队列中移出PCB. 2.2.3 进程的阻塞与唤醒 一、引起进程阻塞和唤醒的事件 1.请求系统服务而得不到满足时，如问系统请求打印。 2.启动某种操作而需同步时：如该操作和请求该操作的进程需同步运行（即非异步操作）。 3.新数据尚未到达：如进程A写，进程B