第3章进程管理(2).pptVIP

第 三 章进 程 管 理 数学与计算机学院 赵贵文 复习 顺序程序 程序： 指令或语句序列，体现了某种算法，所有程序是顺序的 顺序环境： 在计算机系统中只有一个程序在运行，这个程序独占系统中所有资源，其执行不受外界影响 复习 特征：程序执行的顺序性 程序执行的封闭性 独占资源，执行过程中不受外界影响 程序执行结果的确定性 即：程序结果的可再现性 程序运行结果与程序执行速度无关，只要初始状态相同，结果应相同 并发程序 并发环境： 在一定时间内物理机器上有两个或两个以上的程序同处于开始运行但尚未结束的状态，并且次序不是事先确定的。 并发程序 特征： （1）程序结果的不可再现性 并发程序执行的结果与其执行的相对速度有关，是不确定的 （2）在并发环境下程序的执行是间断性的 执行——停——执行 并发程序 （3）资源共享 系统中资源被多个进程使用 （4）独立性和制约性 独立的相对速度、起始时间 进程之间可相互作用（相互制约） 可分为直接作用和间接作用 （5）程序和计算不再一一对应 （计算：一个程序的执行） 并发程序 引入并发的目的： 引入并发是为了提高资源利用率，从而提高系统效率 并发与并行概念的区别：见例 并发程序 在顺序环境下 CPU利用率= 40/80 = 50% DEV1利用率= 15/80=18.75% DEV2利用率= 25/80=31.25% 并发程序 在并发环境下 CPU利用率= 89% DEV1并发环境下利用率= 33% DEV2并发环境下利用率= 56% 进程的概念 定义：Process 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位 进程何时创建? 提交一个批处理作业 用户登录 由OS创建，用以向一用户提供服务( 如：打印文件) 由已存在的一进程创建 一个用户程序可创建成多个进程 进程何时中止? 批处理作业发出暂停（Halt）指令 用户退出登录 进程执行一中止服务请求 出错及失败因素 进程中止的原因 正常结束 给定时限到 缺少内存 存储器出界 保护性出错 例子: 写只读文件 算术错 超出时间 进程等待超过对某事件的最大值 进程中止的原因 I/O 失败 无效指令 如试图执行数据 特权指令 操作系统干预 如当死锁发生时 父进程请求中止某一子进程 父进程中止，所以子进程也中止 程序与进程之间的区别 进程更能真实地描述并发，而程序不能 进程是由程序和数据两部分组成的 程序是静态的，进程是动态的 进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的 一个程序可对应多个进程，反之亦然 进程具有创建其他进程的功能，而程序没有 进程的分类 进程的分类： 系统进程 用户进程 （系统进程优先于用户进程） 进程的基本状态及其转换 进程的三种基本状态： 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 进程的基本状态及其转换 运行态（Running）： 进程占有CPU，并在CPU上运行 就绪态（Ready）： 一个进程已经具备运行条件，但由于无CPU暂时不能运行的状态（当调度给其CPU时，立即可以运行） 等待态（Blocked）：阻塞态、挂起态、封锁态 冻结态、睡眠态 指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态 （即使CPU空闲，该进程也不可运行） 进程的基本状态及其转换 进程状态转换 在进程运行过程中，由于进程自身进展情况及外界环境的变化，这三种基本状态可以依据一定的条件相互转换 就绪—运行 运行—就绪 运行—等待 等待—就绪 进程状态转换 就绪 -- 运行 调度程序选择一个新的进程运行 运行 -- 就绪 运行进程用完了时间片 运行进程被中断，因为一高优先级进程处于就绪状态 进程状态转换 运行 -- 等待 当一进程必须等待时 OS尚未完成服务 对一资源的访问尚不能进行 初始化I/O 且必须等待结果 等待某一进程提供输入 (IPC) 等待 -- 就绪 当所等待的事件发生时 进程状态转换——其他状态 创建状态，终止状态 挂起状态 （调节负载，对换，父进程，操作系统，终端用户） 创建( 新new)状态 OS 已完成为创建一进程所必要的工作 已构造了进程标识符 已创建了管理进程所需的表格 但还没有允许执行该进程 (尚未同意) 因为资源有限 终止（退出exit)状态 中止后进程移入该状态 它不再有执行资格 表格和其它信息暂时由辅助程序保留 例子: 为处理用户帐单而累计资源使用情况的财务程序 当数据不再需要后，进程(和它的表格)被删除 五状态进程模型 准备退出：父进程可中止子进程 七状态进程模型 新状态转换 (中期调度) 阻塞 --阻塞挂起 当所有进程都阻塞，O