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第1页/共90页OS处理机管理的学习课件第2页/共90页本章重点进程的概念、特征进程控制、进程调度、进程同步与互斥死锁问题第3页/共90页主要内容3.1 进程的定义和特征 3.2 进程的描述3.3 进 程 控 制3.4 进程调度3.5 进程的同步与互斥 3.6 线 程3.7 死 锁 问 题第4页/共90页处理器(CPU)是程序的执行机构，用户要求计算机完成一项作业，首先必须将作业程序调入内存，再由处理器逐条执行程序指令处理器管理就是要解决用户提交的作业何时调入内存，在调入内存的各个作业程序间如何分配处理器，以达到各道程序能协调一致运行，而系统资源又能得到最大程度的利用.第5页/共90页3.1 进程的定义和特征 3.3.1. 进程的引入 1）多道程序系统中允许多道程序存放在内存中，并在系统中同时处于运行状态。这些并行执行的程序之间存在着相互依赖、相互制约的关系。 另外，不论是系统程序还是用户程序，由于它们并行地在着系统中运行，并且有着各种复杂的制约关系，所以它们在系统内部所处的状态不断发生变化，时而在CPU上执行，时而因某种原因被暂停执行。由于在这样一个多道程序系统所带来的复杂环境中，使程序具有了并行、制约和动态的特性，使得原来的程序难以刻划和反映系统中的每一瞬间的状况。因此，需要引进一个新的概念——进程。第6页/共90页2）程序和机器执行程序的活动是两个概念。程序是指令的有序集合，是静态的概念，而机器执行程序的活动是指指令序列在处理机上的执行过程，或处理机按照程序执行指令序列的过程。而且由于竞争资源等其他因素，程序执行时走走停停，具有“执行—暂停—执行”的活动规律。所以就无法用“程序”这个静态的概念来描述程序运行的过程，为此，引入了一个新的一个动态的概念——“进程” 第7页/共90页2．进程的定义(1) 进程是程序的一次执行。(2) 进程是可以和别的计算并发执行的计算。(3) 进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次执行活动，它可以和同样的其它程序共行。(4) 进程是一个程序及数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。(5) 进程是程序在一个数据集上的运行过程，是系统可调度的实体。据此，我们可把“进程”定义为“可与其它程序并发执行的程序在一个数据集上的执行过程”。第8页/共90页3．进程的特征(1) 动态性 进程是进程实体的执行过程，因此，动态性是进程的最基本特征。动态性还表现为进程由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停，因撤消而消亡。可见，进程是有生命期的。而程序只是存放在某种介质上的一组有序指令的集合，本身并无运动的含意，程序只是个静态实体。(2) 并发性 这是指多个进程实体同时存在于系统中，并能在一段时间内同时执行，并发性是进程最重要的特征，同时也是操作系统的重要特征。第9页/共90页(3) 独立性 这是指进程实体是一个能够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。 (4) 异步性 这是指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。这是由于进程间共享资源和协同合作时带来了相互间制约的关系，造成进程执行的间断性。(5)结构特性 从结构上看，进程实体是由程序段、数据段及进程控制块3部分组成，也可把这3部分称为“进程映象”。返回本节第10页/共90页第11页/共90页进程与程序的区别与联系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，是一个静态的概念进程和程序不再是一一对应关系。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第12页/共90页PCB数据集程序段3.2 进程的描述3.2.1. 进程的表示(1) 进程实体的组成(2) 进程控制块(PCB) 为描述进程的动态变化， 便于系统对进程进行有 效地控制和管理，系统 中为每一进程设置了一个进程控制块。进程控制块是进程存在的唯一标志。创建一个进程就是为其建立一个PCB，当进程被撤消时，系统就回收它的PCB。 第13页/共90页内容回顾进程的引入 程序的并发执行使得程序之间相互制约，程序的执行并不是一气呵成，而是以一种“执行-暂停-执行”的状态执行。对于这种动态的执行状态，用已不能用程序这一静态的概念来描述其具体执行过程，因此引入新的概念——进程。进程的定义 可与其它程序并发执行的程序在一个数据集上的执行过程进程的特点：动态、并发、独立、异步、结构特征第14页/共90页3.2.2. 进程的基本调度状态及其转换 (1) 进程的基本调度状态 进程有3种基本调度状态，具体说明如下。① 执行状态(executing)。进程已获得必要的资源，并已占有处理机，在