计算机操作系统原理与windows2003实践教程桑莉君OS02进程控制与同步课件教学.pptVIP

年　　月　　日　　　　　 第二章　进程控制与同步 第 2 章 进程控制与同步 第二章　进程控制与同步 2.1 进程的引入 2.2 进程的状态和组成 2.3 进程控制 2.4 进程的同步 2.5 经典进程同步问题 2.6 进程通信 2.7 线程的概念 2.8 进程管理 2.9 本章小结 2.1 进程的引入 2.1.1　程序的顺序执行及其特征 2.1.2　程序的并发执行及其特征 2.1.3　进程的定义及特征 程序的顺序执行 单道程序的运行顺序执行可以表示下图 　 　　在单道程序的工作环境中，内存中只有一个作业的程序，用户程序是严格按顺序执行的。每个用户程序执行时都是先把程序和数据输入计算机，然后再由计算机进行计算处理，最后把计算的结果由输出设备输出。 程序顺序执行的特征 顺序性：不同程序按序运行，程序内部也是按照预先编制好的次序运行。 可再现性：过程可再现性、结果可再现性 封闭性：程序执行过程中，系统的全部资源被其独占。 程序的运行结果和它的执行速度无关。 程序的并发执行 　　　并发执行系统中的各个程序交错在CPU上运行，一个还没有运行完成，另一个就已经开始在CPU上运行了，而不是一个完全结束后，再运行另一个 。 程序并发执行的特征 并发性：多道程序同时在系统中运行，这些程序的执行时间是重叠的，主存中同时存放着多个处于运行状态的程序。 制约性：系统中多个程序共享系统的全部资源，它们之间又由于竞争同一资源而相互制约。 不确定性：由于程序之间的相互制约，程序执行的过程变得不确定的。同一个程序在相同初始条件下，执行过程是不一样的，也是事先不能估计的。 进程的定义 　　　进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合在处理器上的一次执行过程，它是系统分配资源的基本单位 进程与程序的区别 程序是静态的概念，而进程是动态的概念 进程是一个能独立运行的单位，它与其他进程并发运行；而程序是不能作为一个独立单位并发运行的 程序和进程无一一对应关系 各个进程在并发执行过程中有相互制约的关系，造成各自前进速度的不可预知。而程序本身是静态的，不存在这种相互制约性。 进程的特征 动态性：进程具有从动态地产生到动态地消亡的生命历程。 “它由创建而产生，由调度而运行，由得不到资源而暂停执行，由系统撤销而消亡”。 并发性：进程是可并发的运行单位。 独立性：进程在系统中被作为一个独立的单位得到调度和获取系统资源。 异步性：进程之间相互制约，使得进程执行时具有间断性，即进程以各自独立的、不可预知的速度向前推进。或者说，进程按异步方式运行。 结构性：进程的实体是由程序段、数据集合及进程控制块三个部分组成的。 2.2 进程的状态和组成 2.2.1　进程的状态及转换 2.2.2　进程的组成 进程的状态 操作系统中，进程有三种基本状态：运行态、就绪态、阻塞态（也称等待态） 进程在生命消亡前处于且仅处于三种基本状态之一 不同系统设置的进程状态数目不同 进程基本状态 运行态（Running）　是指当前的进程已经获得了包括CPU在内的全部所需资源，此时它的程序正在CPU上执行所处的状态。 就绪态（Ready）　　是指进程获取了除CPU以外的全部所需资源，正在等待CPU调度所处的状态。 阻塞态（Blocked）/等待态（Waited）　　指的是进程因等待某种事件的发生，而暂时不能运行所处的状态。 思考 假设系统中有N个进程，处于运行态的进程最多几个，最少几个；处于就绪态的进程最多几个最少几个；阻塞态的进程呢？ 进程的基本状态转换 进程的五状态转换模型 进程的七状态转换模型 进程的组成 程序段：描述进程所要完成的功能 数据集合：程序段执行时需要的数据和工作区， 进程控制块（PCB）：是系统用于描述和控制进程的数据结构，包含了进程的有关描述信息、控制信息以及资源信息。 　　程序和数据是进程完成其功能的物质基础，在大多数操作系统中被放在外存中，直到该进程执行时才调入内存。PCB在内存以顺序表的方式进行管理。 进程控制块PCB PCB是系统感知进程存在的唯一标志 进程与PCB是一一对应的 PCB的内容 描述信息 进程名或进程标识号、用户名或用户标识号、家族关系 控制信息 进程当前状态、进程优先级、程序开始地址、各种计时信息、通信信息 资源管理信息 CPU现场保护结构 PCB队列 系统把所有PCB组织在一起，并把它们放在内存的固定区域，就构成了PCB表 相同状态的进程PCB组成一个队列，PCB都处理各自的PCB队列中，每个PCB队列对应相应的进程状态。 就绪队列、阻塞队列、运行队列 操作系统中队列常采用的存储方式是链表 2.3 进程控制 2.3.1　进程创建 2.3.2　进程撤销 2.3.3　进程阻塞与唤醒 进程控制 进程