062009操作系统第6讲：第3章进程管理(认识进程前的准备).pptVIP

* * 操作系统第 6 讲 第3章 进程管理 (认识进程前的准备) 主讲:闫新庆 2011 – 3 * * 第3章 进程管理 内容提纲 3.1 认识进程前的准备 3.2 进程的概念与描述 3.3 进程状态及其转换 3.4 进程控制 3.5 进程互斥与同步 3.6 进程通信 3.7 死锁问题 3.8 线程与超级线程 ●本章小结 ●习题 * * ?AndRese Taunibaum:进程是OS的核心概念，是正在运行程序的一个抽象OS的内核，象太阳一样，使周围的软硬件资源为其旋转。 一、 计算机运行三步曲 二、传统操作系统下的程序顺序执行 其顺序是严密的，不可逆的。 主程序 子程序1 子程序2 输出 结束 3.1 认识进程前的准备 输入 运行 输出 * * 3.1 认识进程前的准备 ●程序是一个在时间上按严格次序前后相继的操作序列，是一个静态的概念。程序体现了编程人员要求计算机完成功能的顺序步骤。一个程序只有经过执行才能得到最终结果。且一般用户编程时，不考虑自编程序执行过程中，对其他用户程序的影响，或其他用户程序的对自编程序的影响。另外，计算机 CPU是通过时序脉冲来控制顺序执行指令的。其执行过程可以描述为： Repeat IR ← M ［pc］ IR为指令寄存器，pc为程序计数器，M为存储器 pc ← pc+1 〈 Execute (instruction in IR)〉 Until CPU halt * * 3.1 认识进程前的准备 ●一个具有独立功能的程序独占处理机直至最终结束的过程称为程序的顺序执行。顺序执行特征如下： （1）严密顺序性：程序顺序执行时，其执行过程可看作一系列严格按程序规定的状态转移过程。 （2）封闭性：程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在批处理或单任务状态下，程序执行 独占计算机系统全部资源结果 不受外界影响。 （3）可再现性：输入条件一样，在同一环境下重复执行，其结果可保持一致性。 * * 3.1 认识进程前的准备 三、现代操作系统程序的并发执行 1. 并发执行分析 由于I/O设备与CPU是独立性，中断技术的引入后，为多道程序设计创造了客观条件。 程序1 程序2 程序n I1 I2 In R22 Rn P1 P2 Pn R12 * * 当I1即输入结束 由于I设备与CPU的独立性R1和I2可同时执行。当R1，I2结束时，则P1，R2，I3可同时执行。上述分析表明：在同一时间点，计算机系统可以同时执行若干个彼此相互独立的程序。 2. 程序的并发性与并行性 并发性定义 ：在同一时间间隔内，同一计算机系统，有多个程序执行称之为程序的并发性。 并行性定义 ：在同一时刻内，同一计算机系统，多个程序同时执行并发事件。 3.1 认识进程前的准备 * * 3.1 认识进程前的准备 3. 并发程序引起的问题 （1）间断性 如 I2执行完毕，申请CPU，由于R1并没执行完，所以要等待，R2 执行完毕，申请P2，但P1未执行完，也要停下来。 （2）失去了封闭性 多个程序的运行，资源由独占变成了共享，引发程序使用公用资源的交叉性，程序执行过程的封闭性被打断。 * * 3.1 认识进程前的准备 例：程序A，B共享变量N 每执行1次A，都要操作变量N，N=N+1 每执行1次B，都要执行Print（N），然后N=0 由于A，B执行的速度不一样（异步性）可能会出现三种情况: 设 N的初值为0（某一时刻） ①程序A在程序B之前执行 则N值结果 1，1，0 ②程序A在程序B之后执行 则N值结果 0，0，1 ③程序A在在程序B Print（N）语句之后， N=0之前执行 则N值结果 0，1，0 * * 3.1 认识进程前的准备 （4）异步性：在同一段时间内，并发程序按照各自不相同的速度独立运行。 ●并发程序的异步性，使程序失去了封闭性，资源共享的结果，导致了程序执行结果的不可再现性，危害极大。 ●怎样化害趋利发挥程序优势，最大可能利用其资源，才能防止其缺陷 ??? 这是一个引起操作系统的