操作系统OS9精品.ppt

4.1 并发活动－－进程的引人 操作系统的特性是并发与共享 资源的竞争 程序间的合作与协同 要解决这些问题，程序已经不能描述程序在内存中运行的状态，必须引人新的概念－－进程。 二、程序顺序执行的特点 1.顺序性 处理机严格按照程序所规定的顺序执行，即每个操作必须在下一个操作开始之前结束。 2.封闭性 程序一旦开始执行，其计算结果不受外界的影响。 3.可再现性 程序执行的结果只与初始条件有关，与其它无关。 4.1.2 程序的并发执行 例：在系统中有n个作业，每个作业都有三个处理步骤，输入数据、处理、输出，即Ii,Ci,Pi (i=1,2,3,...,n)。 4.1 并发活动－－进程的引人4.1.2 程序的并发执行 程序并发执行 （定义） 若干个程序段同时在系统中运行，若这些程序的执行在时间上存在重迭，则称为程序并发执行。 4.1.2 程序的并发执行 程序并发执行的描述 cobegin S1; S2; S3; ...; SN； coend； co是concurrent的头两个字符。 这是Dijkstra提出的。 4.1.2 程序的并发执行 4.1.3 并发执行实行－－誊抄一、顺序执行的誊抄 算法1： 输入：f 输出：g { while (f 不为空） { input ; output ; } } 由这个程序完成誊抄工作是不会出错的。 4.1.3 并发执行实行－－誊抄二、两个程序并发执行完成誊抄 算法：2 { cobegin while (不为结束符） /* 输入程序段 */ { input; /* 读入数据 */ send; } /* 数据送缓冲区 */ while(buffer不为空） /* 输出程序段 */ { receive; /* 缓冲区中取数据 */ output; } /* 输出 */ coend } 4.1.3 并发执行实行－－誊抄二、两个程序并发执行完成誊抄 程序并发执行时情况 1、输出程序运行的速度比输入程序快时，某些输出可能会重复； 2、输入程序执行的速度比输出程序快时，有些数据会丢失； 4.1.3 并发执行实行－－誊抄 三、三个并发执行程序的誊抄 4.1.3 并发执行实行－－誊抄 三、三个并发执行程序的誊抄 4.1.4 与时间有关的错误 假定f系列中有记录 f=(R1,R2,...,Rn) g=() 在誊抄完成后： f=(R1,R2,...,Rn) g=(R1,R2,...,Rn) 算法中的： copy≡ t=s put ≡ put(t,g) get ≡ get(s,f) 4.1.4 与时间有关的错误 若程序错写成： while(誊抄未完成）{ cobegin copy; put; get; coend } 初始状态： f=(R1,R2,...,Rn) s=() t=() g=() 首先执行了get(s,f) f=(R1,R2,...,Rn) s=R1,t=(),g=() 4.1.4 与时间有关的错误 copy,put,get三个程序段并发执行， 就有六种组合： 1、copy;put;get 导致结果：g=(R1,R2) ? 2、copy;get;put 导致结果：g=(R1,R2) ? 3、put;copy;get 导致结果：g=(R1,R1) ? 4、put;get;copy 导致结果：g=(R1,R1) ? 5、get;copy;put 导致结果：g=(R1,R3) ? 6、get;put;copy 导致结果：g=(R1,R1) ? 这就是与时间有关的错误。 4.1.5 程序并发执行的特点 4.1.5 程序并发执行的特点 二、程序与计算不再一一对应 在程序顺序执行时，一个程序总是对应一个具体的计算，但在程序的并发执行时，可能有多用户共享同一个程序，但处理（计算）的对象却是不同的。 4.1.5 程序并发执行的特点 三、程序并发执行的相互制约 程序并发执行时 对系统资源的竞争 程序间有合作 合作与竞争产生一系列的矛盾，存在矛盾就会产生相互制约的关系。 回头来，我们再看看操作系统的第三个特性： 不确定性* 4.2 进程概念(process) 4.2.1 进程的定义 在多道程序设计的环境下，为了描述程序在计算机系统内的执行情况，必