02进程的描述.pptVIP

* 进 程 概述 * 第二章 进 程 管 理 计 算 机 操 作 系 统 第二章 进程管理 2.1 进程的基本概念 2.2 进程控制 2.3 进程同步 2.4 经典进程的同步问题 2.5 管程机制 2.6 进程通信 2.7 线程 2.1 进程的基本概念 2.1.1 程序的顺序执行及其特征 1. 程序的顺序执行 仅当前一操作(程序段)执行完后，才能执行后继操作。例如，在进行计算时，总须先输入用户的程序和数据，然后进行计算，最后才能打印计算结果。 S1: a∶=x+y; S2: b∶=a-5; S3: c∶=b+1; 图 2-1 程序的顺序执行 2. 程序顺序执行时的特征 顺序性： (2) 封闭性： (3) 可再现性： 2.1.2 前趋图 前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。图中的每个结点可用于描述一个程序段或进程，乃至一条语句；结点间的有向边则用于表示两个结点之间存在的偏序(Partial Order)或前趋关系(Precedence Relation)“→”。 →={(Pi, Pj)|Pi must complete before Pj may start}, 如果(Pi, Pj)∈→,可写成Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，而称Pj是Pi的直接后继。在前趋图中，把没有前趋的结点称为初始结点(Initial Node)，把没有后继的结点称为终止结点(Final Node)。 每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示该结点所含有的程序量或结点的执行时间。 Ii→Ci→Pi和S1→S2→S3 图 2-2 前趋图 对于图 2-2(a)所示的前趋图， 存在下述前趋关系： P1→P2, P1→P3, P1→P4, P2→P5, P3→P5, P4→P6, P4→P7, P5→P8, P6→P8, P7→P9, P8→P9 或表示为： P={P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9} →={ (P1, P2), (P1, P3), (P1, P4), (P2, P5), (P3, P5), (P4, P6), (P4, P7), (P5, P8), (P6, P8), (P7, P9), (P8, P9)} 应当注意，前趋图中必须不存在循环，但在图2-2(b)中却有着下述的前趋关系： S2→S3, S3→S2 2.1.3 程序的并发执行及其特征 1. 程序的并发执行 图 2-3 并发执行时的前趋图 在该例中存在下述前趋关系： Ii→Ci，Ii→Ii+1, Ci→Pi, Ci→Ci+1，Pi→Pi+1 而Ii+1和Ci及Pi-1是重迭的，亦即在Pi-1和Ci以及Ii+1之间，可以并发执行。 对于具有下述四条语句的程序段： S1: a∶=x+2 S2: b∶=y+4 S3: c∶=a+b S4: d∶=c+b 图 2-4 四条语句的前趋关系 2. 程序并发执行时的特征 间断性 2) 失去封闭性 3) 不可再现性 例如，有两个循环程序A和B，它们共享一个变量N。程序A每执行一次时，都要做N∶=N+1操作；程序B每执行一次时， 都要执行Print(N)操作，然后再将N置成“0”。程序A和B以不同的速度运行。 (1) N∶=N+1在Print(N)和N∶=0之前，此时得到的N值分别为n+1, n+1, 0。 (2) N∶=N+1在Print(N)和N∶=0之后，此时得到的N值分别为n, 0, 1。 (3) N∶=N+1在Print(N)和N∶=0之间，此时得到的N值分别为n, n+1, 0。 2.1.4 进程的特征与状态 进程的特征与定义 1) 结构特征 2) 动态性 3) 并发性 4) 独立性 5) 异步性 较典型的进程定义有： (1) 进程是程序的一次执行。 (2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。 (3) 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 在引入了进程实体的概念后，我们可以把传统OS中的进程定义为：