西安理工大学《操作系统Operating System》4.ppt

第四章 进程管理;4.1 多道程序设计;4.1.1 顺序程序;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;4.1.2 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;（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）;4.1.2 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% ;例：;4.1.3 多道程序设计;考虑因素： 在多道程序环境下如何向用户提供服务 在并发程序之间如何正确传递消息（通讯） 如何对CPU进行调度，保证每个用户相对公平地得到CPU （CPU是一个只可调度，不可分配的资源）;如何管理其他资源 当各用户对资源使用上发生冲突时，如何处理竞争 对CPU只能通过调度来解决竞争问题，而对于其他资源通过申请—分配—使用—回收的办法进行管理，当且仅当占有CPU的时候才可以申请，否则要排队等候;4.1.4 与时间有关的错误;Cobegin get; copy; put; Coend; f s t g 初始状态 3,4,...,m 2 2 (1,2) g,c,p 4,5,...,m 3 3 (1,2,3) ? g,p,c 4,5,...,m 3 3 (1,2,2) X c,g,p 4,5,...,m 3 2 (1,2,2) X c,p,g 4,5,...,m 3 2 (1,2,2) X p,c,g 4,5,...,m 3 2 (1,2,2) X p,g,c 4,5,...,m 3 3 (1,2,2) X 设信息长度为m，有多少种可能性？;c;4.2 进程;OS 对进程的要求;4.2.1 进程的概念;进程何时创建?;进程何时中止?;进程中止的原因;进程中止的原因（续1）;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： 系统进程 用户进程 （系统进程优先于用户进程）;4.2.2 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;进程转换;进程转换（续1）;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;终止（退出exit)状态;五状态进程模型;七状态进程模型;新状态转换 (中期调度);4.2.3 进程控制块（Process Control Block）;进程映象 (进程要素);PCB的内容： 调度信息： 进程名；进程的内部标识；用户名；进程状态；进程优先级；进程的存储信息（起始地址，长度）；进程资源清单；进程家族关系；进程的队列指针；进程的消息队列指针；进程当前打开的文件… ... 现场信息： 记录了重要的寄存器；(虚)时钟等内容;进程标识符 (在PCB中);处理器状态信息 (在PCB中);进程控制信息 (在PCB中);进程控制信息 (在PCB中);执行的方式;PCB表： 系统把所有PCB组织在一起，并把它们放在内存的固定区域，就构成了PCB表 PCB表的大小决定了系统中最多可