[数学]操作系统原理CCH04.ppt

Module 4: Processes进程 Process Concept 进程概念 Process Scheduling 进程调度 Operation on Processes 进程上的操作 Cooperating Processes 协同进程 Interprocess Communication 进程间通信 Process Concept进程概念 An operating system executes a variety of programs: 操作系统执行各种程序 Batch system – jobs 批处理系统 - 作业 Time-shared systems – user programs or tasks 分时系统 - 用户程序或任务 Textbook uses the terms job and process almost interchangeably. 本书使用的名词作业和进程，基本可互换 Allow multiple programs to loaded into memory and to be executed concurrently. 现在的操作系统多为并发执行，具有许多新的特征。引入并发执行的目的是为了提高资源利用率 Process Concept进程概念 顺序执行的特征 顺序性：按照程序结构所指定的次序（可能有分支或循环） 封闭性：独占全部资源，计算机的状态只由于该程序的控制逻辑所决定 可再现性：初始条件相同则结果相同。如：可通过空指令控制时间关系。 并发执行的特征 间断(异步)性：走走停停，一个程序可能走到中途停下来，失去原有的时序关系； 失去封闭性：共享资源，受其他程序的控制逻辑的影响。如：一个程序写到存储器中的数据可能被另一个程序修改，失去原有的不变特征。 失去可再现性：失去封闭性 －失去可再现性；外界环境在程序的两次执行期间发生变化，失去原有的可重复特征。 Process Concept进程概念 为了描述程序在并发执行时对系统资源的共享，我们需要一个描述程序执行时动态特征的概念，这就是进程。 Process – a program in execution; 进程 - 在执行中的程序； 一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。 A program is a passive entity; a process is a active entity. 引入多进程，提高了对硬件资源的利用率，但又带来额外的空间和时间开销，增加了OS 的复杂性； A process includes: 一个进程包括 Program code program counter 程序计数器 stack 栈 data section 数据部分 Process and Program进程与程序 特征 动态性 独立性 并发性、异步性 结构化 进程与程序 进程是动态的，程序是静态的：程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。通常进程不可在计算机之间迁移；而程序通常对应着文件、静态和可以复制。 进程是暂时的，程序是永久的：进程是一个状态变化的过程，程序可长久保存。 进程与程序的组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程控制块（即进程状态信息）。 进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。 进程的类型 在系统中同时有多个进程存在，但归纳起来有两大类： 1、系统进程 系统进程起着资源管理和控制的作用。 或者：执行操作系统核心代码的进程。 2、用户进程 执行用户程序的进程。 Process State进程状态 As a process executes, it changes state 进程执行时，改变状态 new: The process is being created. 新建：在创建进程 running: Instructions are being executed. 运行：指令在执行 waiting: The process is waiting for some event to occur. 等待：进程等待某些事件发生 ready: The process is waiting to be assigned to a processor. 就绪：进程等待分配处理器 terminated: The pro