《计算机操作系统教程》课程教学课件第三章 进程管理.pdfVIP

第3章 进程管理 §3.1 进程的概念 §3.2 进程的描述 §3.3 进程状态及其转换 §3.4 进程控制 §3.5 进程互斥 §3.6 进程同步 §3.7 进程通信 §3.8 死锁问题 §3.9 线程 本章小结 习题 注：需要PPT版格式的请下载后索取 1 §3.1 进程的概念 • 现代操作系统的重要特点是程序的并发执行，及系 统所拥有的资源被共享和系统的用户随机地使用。 这三个特点是互相联系和互相依赖的，它们是互相 独立的用户如何使用有限的计算机系统资源的反映。 通常，操作系统的重要任务之一是使用户充分、有 效地利用系统资源。采用一个什么样的概念，来描 述计算机程序的执行过程和作为资源分配的基本单 位才能充分反映操作系统的执行并发、资源共享及 用户随机的特点呢？这个概念就是进程。为了讲清 进程的概念，以及引入进程概念的必要性等，下面 将从操作系统的特点讲起。 2 3.1.1 程序的并发执行 1. 程序的顺序执行 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 所要求功能时所应该采取的顺序步骤。显然，一个程序只 有经过执行才能得到最终结果，且一般用户在编写程序时 不考虑在自己的程序执行过程中还有其他用户程序存在这 一事实。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 ］ pc ← pc+1 〈Execute (instruction in IR)〉 Until CPU halt 3 • 这里IR为指令寄存器，pc为程序计数器，M为存储器。显 然，程序的顺序性与计算机硬件的顺序性是一致的。我们 把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。程序的顺序执行具有如下特点： (1) 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。 (3) 可再现性 只要输入的初始条件相同，则无论何时重复执行该程 序都会得到相同的结果。 4 2. 多道程序系统中程序执行环境的变化 在许多情况下，需要计算机能够同时处理多个具有独立 功能的程序。批处理系统、分时系统、实时系统以及网络与 分布式系统等都是这样的系统。这样的执行环境具有下述三 个特点： (1) 独立性 每道程序都是逻辑上独立的，它们之间不存在 逻辑上的制约关系。 (2) 随机性 在多道程序环境下，特别是在多用户环境下， 程序和数据的输入与执行开始时间都是随机的。 (3) 资源共享 资源共享将导致对进程执行速度的制约。 5 3. 程序的并发执行 (1) 什么是程序的并发执行