操作系统第二章剖析.ppt

* * 第二章 处理机的管理—进程管理 2.1 前趋图和程序执行 2.2 进程的描述 2.3 进程控制 2.4 线程的基本概念 1、前趋图的定义 2.1.1 前趋图的定义 前趋图：有向无环图。 结点：表示操作、语句、程序段或进程。 边：操作之间的关系，偏序或前趋关系。 2.1 前趋图和程序执行 2、例： 注：前趋图中必须不存在循环 2.1.2 顺序程序设计及其执行 2.1 前趋图和程序执行 1、执行情况：与操作的静态描述一致 例： 2、特征： 顺序性 封闭性 可再现性 1、执行情况：与操作的静态描述不一定一致 2.1.3 并发程序设计及其执行 2.1 前趋图和程序执行 例：①程序段 ②多道程序环境下程序的并发执行 2、特征： 间断性 失去封闭性 不可再现性 3、程序并发执行的条件 2.1.3 并发程序设计及其执行 2.1 前趋图和程序执行 引入Pi R(Pi)：程序Pi在执行期间所需参考的所有变量的集合-读集 W(Pi)：程序Pi在执行期间所需改变的所有变量的集合-写集 则Pi与Pj能并发执行的条件: R(Pi)∩ W(Pj)={} R(Pj)∩ W(Pi)={} W(Pi)∩ W(Pj)={} 亦即： [R(Pi)∩ W(Pj)]∪[R(Pj)∩ W(Pi)]∪[W(Pi)∩ W(Pj)]= {} 若两个程序能满足上述条件，它们便能并发执行，且具有可再现性。该条件又称为Bernstein条件。 一、引入：为描述并发下程序的执行情况 2.2.1 进程的定义和特征 2.2 进程的描述 二、定义：进程是程序的一次执行过程，是系统进行 资源分配和处理机调度的一个独立单位。 三、特征： 动态性 并发性 独立性 异步性 结构特性：进程=程序段+数据段+PCB 四、进程和程序的区别与联系 2.2.1 进程的定义和特征 2.2 进程的描述 ①进程是一个动态的概念；程序是一个静态的概念； ②进程具有并发性，而程序没有； ③进程是资源分配和处理机调度的独立单位，其并 发性受系统制约； ④一个程序，多次执行，对应多个进程；不同 的进程可以包含同一程序。 一、进程的三种基本状态 2.2.2 进程状态及其演变 2.2 进程的描述 1、就绪状态(ready):等处理机 2、执行状态(running):用处理机 3、阻塞状态(blocked):等事件 二、基本状态演变图 2.2.2 进程状态及其演变 2.2 进程的描述 创建 运行 就绪 阻塞 时间片完 调度 事件发生 (I/O完成) 等事件 (I/O请求) 完成 撤消 三、具有挂起操作的进程状态演变图 2.2.2 进程状态及其演变 2.2 进程的描述 1、引入 ① 系统负荷调节 ② 终端用户的需要 ③ 操作系统的需要 ④ 对换的需要 2、挂起： 所谓“挂起”，就是使正在活动的进程（或执行、 或就绪、或阻塞）处于静止状态，此时系统回收被这 些进程占用的内存资源。 三、具有挂起操作的进程状态演变图 2.2.2 进程状态及其演变 3、具有挂起操作的进程状态演变图 活动 就绪 活动 阻塞 静止 阻塞 时间片用完 调度 事件发生 事件发生 等待事件 挂 起 激 活 挂 起 激 活 创建 挂 起 活 动 静 止 运行 静止 就绪 (内存) (外存) 一、PCB的作用 2.2.3 进程控制块PCB 2.2 进程的描述 1、OS根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理 2、PCB是进程存在的唯一标志 从PCB在进程的生命周期中起的作用了解 3、PCB应常驻内存 二、PCB中的信息 2.2.3 进程控制块PCB 2.2 进程的描述 三、PCB的组织方式 1、链接方式 2、索引方式 2.2.3 进程控制块PCB 2.2 进程的描述 三、PCB的组织方式 PCB链接队列示意图 2.2.3 进程控制块PCB 2.2 进程的描述 按索引方式组织PCB 三、PCB的组织方式 2.3 进程控制 进程控制 所谓进程控制，就是对系统中所有进程的生命历程实施控制。也即：进程