软件技术基础处理机管理.pptVIP

2.2 处理机管理 进程的概念 进程的控制 进程的调度 进程的互斥与同步 进程的通信 死锁 处理机管理的核心问题 2.2.1 进程的概念一、程序与进程 前驱图 有向无环图 节点：表示一条语句，或一段程序 有向线段：表示语句之间的顺序关系 无环：当程序中出现循环时，一般将整个循环作为一个节点 程序顺序执行与并发执行例： 顺序执行 并发执行（一） 并发执行（二） 可见： 程序的概念已无法描述动态执行过程中的并发活动，解决办法？ 进程的定义： 程序与进程比较 二、进程的特征 三、进程的描述 典型的进程控制块PCB结构 PCB的作用 PCB可唯一标识一个进程 PCB中的信息为进程的控制提供依据 PCB将程序变成了进程 PCB是进程在系统中存在的唯一标志 PCBs的组织方式 系统如何管理多个进程的? 将各进程的PCB以一定的方式组织起来 四、进程的三种基本状态 进程状态的转换 状态转换执行图 进程状态转换归纳： 注意： 进程从执行态到阻塞态是主动的 进程发现需要等待某一事件，主动向系统申请进入阻塞态 进程从阻塞态到就绪态是被动的 当系统（或其它进程）发现阻塞进程阻塞的条件已释放，向系统申请将该阻塞进程置为就绪态 2.2.2 进程的控制 原语：用以完成特定功能的不可分割的一段程序，原语的执行过程是不可中断的。 一、创建原语：实质是创建进程控制块 二、撤销原语 三、阻塞原语 四、唤醒原语 补充：操作系统内核 （1）内核是OS的控制和协调中心，由它组织、启动和协调系统中各种活动。 内核包括：中断处理程序、常用设备驱动软件、时钟管理、进程管理、存储器管理及公用基本操作等 内核常驻内存以提高效率。 （2）内核通常由各种原语构成。 （3）中断处理 中断机制是OS内核最重要的功能之一。系统中的所有中断都由内核响应。中断是进程并发执行的基础， OS是由中断驱动的。 关于中断机制 （4）时钟管理 OS的许多重要操作，如：按时间片轮转调度，实时系统中的截止时间控制等，都依赖于时钟管理。 UNIX进程的控制 创建：fork——创建一个新进程（子进程），子进程是父进程的精确复制；exec——用一个新进程覆盖调用进程。 撤销：exit——向父进程给出一个退出码。 阻塞： sleep——暂停一段时间； pause——暂停并等待信号； wait——等待子进程暂停或终止。 唤醒： kill——发送信号到某个或一组进程，使得接收方从阻塞的系统调用中返回。 Windows NT进程的控制 NT的进程和线程作为对象(Object)，以句柄(handle)来引用。相应地有控制对象的服务(services)。 创建：CreateProcess——创建新进程及其主线程，以执行指定的程序。 退出：ExitProcess——终止一个进程和它的所有线程；它的终止操作是完整的，包括关闭所有对象句柄、它的所有线程等； TerminateProcess——终止指定的进程和它的所有线程；它的终止操作是不完整的，通常只用于异常情况下对进程的终止。 挂起：SuspendThread——挂起指定的线程。 激活：ResumeThread——恢复指定线程的执行。 2.2.3 进程的调度 进程调度的任务是控制协调进程对CPU的竞争，即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程。 一、进程调度的原因 二、进程调度的方式 三、进程调度的功能 四、进程调度的过程 五、进程调度的算法 算法的分类： （1）先到先服务（FCFS）算法 （2）短进程优先（SCBF）算法 调度算法评价指标 例：A请求系统服务时间5s，B请求系统服务时间为100s， 设第0到第5秒前，CPU运行C进程。 第1秒时B进入系统内存，第2秒时A进入内存 当CPU空闲，需要调度进程时根据不同的算法选择A或B。 问：分别计算FCFS算法下和SCBF算法下，A和B的周转时间，带权周转时间和系统平均周转时间？ FCFS算法－－先来先服务 A：周转时间为 3+100+5＝108s 带权周转时间为108/5 ＝ 20.4 B：周转时间为 4+100＝104s 带权周转时间为104/100 ＝ 1.04 平均带权周转时间为(20.4 +1.04)÷2 ＝10.72 SCBF算法－－短进程优先 A：周转时间为 3+5＝8s 带权周转时间为8/5 ＝ 1.6 B：周转时间为 4+ 5+100＝109s 带权周转时间为109/100 ＝ 1.09 平均带权周转时间为(1.6+1.09)÷2 ＝1.345 （3）等时间片轮转（ERR）算法 时间片选取原则： （4）不等时间片轮转算法 在保证及时响应的基础上，为不同的需求分配大小不等的时间片——降低周转