ch2-2.3进程及其实现概要.ppt

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：UNIX SVR4进程管理 2.3.7 实例研究：Linux进程管理 2.3.1 进程的定义和性质(1) 进程是一个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 。 进程的定义和性质(2) 进程是操作系统中最基本、重要的概念。是多道程序系统出现后，为了刻画系统内部出现的动态情况，描述系统内部各道程序的活动规律引进的一个概念,所有多道程序设计操作系统都建立在进程的基础上。 进程的定义和性质(3) 操作系统引入进程的概念 从理论角度看，是对正在运行的程序过程的抽象； 从实现角度看，是一种数据结构，目的在于清晰地刻划动态系统的内在规律，有效管理和调度进入计算机系统主存储器运行的程序。  进程的属性 ?结构性： ?共享性： ?动态性： ?独立性： ?制约性： ?并发性： 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。 “可再用” 程序 “可再入” 程序 “可再入”程序具有的性质 “可再入” 程序举例(1) 编译程序P编译源程序甲，从A点开始工作，执行到B点时需将信息记到磁盘上，且程序P在B点等待磁盘传输。 为提高系统效率，利用编译程序的“可再入”性，让编译程序P再为源程序乙进行编译，仍从A点开始工作。 “可再入” 程序举例(2) “可再入” 程序举例(3) 现在怎样来描述编译程序P的状态呢? 称它为在B点等待磁盘传输状态，还是称它为正在从A点开始执行的状态? 把编译程序P，与服务对象联系起来，P为甲服务就说构成进程P甲，P为乙服务则构成进程P乙。 “可再入” 程序举例(4) 两个进程虽共享程序P，但它们可同时执行且彼此按各自的速度独立执行。可见程序与计算(程序的执行)不再一一对应， 进程是一个既能用来共享资源，又能描述程序并发执行过程的一个基本单位。 2.3.2 进程的状态和转换三态模型(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（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；出现有更高优先权进程。 ?就绪态→运行态：CPU空闲时选择一个就绪进程。 ??五态模型(1) 进程五态模型及其转换 五态模型(2)新建态 新建态对应进程刚被创建的状态。为一个新进程创建必要的管理信息，它并没有被提交执行，而是在等待操作系统完成创建进程的必要操作。 五态模型(3)终止态 进程的终止，首先,等待操作系统进行善后，然后,退出主存。 进入终止态的进程不再执行，但依然临时保留在系统中等待善后。一旦其他进程完成了对终止态进程的信息抽取之后，系统将删除该进程。 五态模型(4)进程状态转换的具体原因(1) ?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。 五态模型(5)进程状态转换的具体原因(2) ?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。 五态模型(6)进程状态转换的具体原因(3) 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。 进程的挂起(1) 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。  进程的挂起(2) (1)系统中的进程均处于等待状态，需要把一些阻塞进程对换出去，腾出足够内存装入就绪进程运行。 (2)进程竞争资源，导致系统资源不足，负荷过重，需要挂起部分进程以调整系统负荷,保证系统的实时性或让系统正