第二章 进程与线程.pptVIP

第二章 进程管理 2.1 进程的基本概念 2.2 进程控制 2.3 线程 2.1 进程的基本概念 2.1.1 程序的顺序执行及特征 1. 基本概念 程序：一个在时间上按严格次序、顺序执行的操作序列。 程序的顺序执行：一个具有独立功能的程序独占处理机，直至得到最终结果的过程。 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. 2 特征：(程序员检测和校正程序的错误方便) 程序执行的顺序性: 一个程序的各个部分的执行，严格地按照某种先后次序执行 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. 例如：进行计算。I:输入操作　C:计算操作　P:打印操作。在进行计算时，总是先输入用户的程序和数据，然后进行计算，最后将结果打印出来。 S1：a:=x + y S2：b:=a - 5 S3：c:=b + 1 如图，语句S2必须在a被赋值后才能执行；S3也只能在b被赋值后才能执行。 为了描述一个程序的各部分(程序段或语句)间的依赖关系，或者是一个大的计算的各个子任务间的因果关系，我们常常采用前趋图方式。(有向无环图，DAG图,directed acyclic graph).前趋图中的每个结点可以表示一条语句、一个程序段或进程，结点间的有向边表示两个结点之间存在的偏序(Partial Order)或前趋关系(Precedence Relation)“→”, “→”＝{(Pi,Pj)|在Pj开始前Pi必须完成}.如果(Pi,Pj)∈→，可写成Pi→Pj，Pi是Pj的直接前趋，Pj是Pi的直接后继。 例: 九个结点的前趋图 P1为初始结点，P9为终止结点每个结点还具有一个重量。 该前趋图，存在下面的前趋关系：　　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)} 2.1.3 程序并发执行及特征 １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. 2.1.4 进程 进程的概念 进程的状态及其转换 进程控制块（Process Control Block） 进程的特征 1.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独立单位 　进程是可与其他程序并发执行的程序，在一个数据集合上的运行过程。它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位 进 程 为了描述程序在并发执行时对系统资源的共享，所需的一个描述程序执行时动态特征的概念 OS 必须交替执行多个进程，以便最大程度的使用CPU，同时提供合理的响应时间 OS 必须将资源分配给进程，同时避免死锁 OS必须支持用户创建进程 OS必须支持进程间通信 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（续） 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 进程的分类： 系统进程 用户进程 （系统进程优先于用户进程） 进程的三种基本状态： 运行态 就绪态 阻塞态 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 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） 阻塞态（Blocked）：等待态、封锁态、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） 2 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