操作系统-进程和线程 课件.ppt

第2章 进程和线程 2.1 进 程 概 念 2.1.1程序的顺序执行和并发执行 程序的执行有两种方式：顺序执行和并发执行。 顺序执行是单道批处理系统的执行方式，也用于简单的单片机系统； 现在的操作系统多为并发执行，具有许多新的特征。引入并发执行的目的是为了提高资源利用率。 2.1.1 多道程序设计 2.1.2 进程概念 2.1.2 进程概念 较典型的进程定义还有： (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。 2.1.2 进程概念 进程和程序的区别 ： 2.2 进程的状态和组成 2.2.1 进程的状态及其转换 1．进程的基本状态 运行状态（Running） 就绪状态（Ready） 阻塞状态（Blocked） 新建状态（New） 终止状态（Terminated） 进程的基本状态（1） 进程的三种基本状态 运行态：正在占用CPU运行程序 阻塞态：等待外部事件发生，无法占用CPU 就绪态：可运行，但其他进程正在占用CPU，所有被暂时挂起 进程的基本状态（2） 进程的基本状态（3） 运行态变为就绪态 强制终止某进程的运行（系统原因） 运行态变为阻塞态 运行进程等待外部事件发生（自身原因） 阻塞态变为就绪态 外部事件已经发生，可准备运行 就绪态变为运行态 停止其他进程运行后，运行该进程占用CPU 进程的基本状态（4） 问题1：为什么不能从阻塞态变为运行态呢？ 问题2：为什么不能从就绪态变为阻塞态呢？ 答案： 三种状态的变换体现了OS的资源管理作用 进程的核心思想在于运行——CPU资源的分配 2．五种进程状态的转换 2.2.2 进程描述 1．进程映像 进程映像由它的（用户）地址空间内容、硬件寄存器内容和与该进程有关的核心数据结构组成。 2.2.2 进程描述 2．进程控制块的组成 进程控制块（PCB）有时也称进程描述块（Process Descriptor），它是进程组成中最关键的部分，其中含有进程的描述信息和控制信息，是进程动态特性的集中反映，是系统对进程施行识别和控制的依据。 3．进程控制块的作用 2.2.3 进程队列 1．线性方式 2.2.3 进程队列 2．链接方式 图2-6 PCB索引结构示意图 2.3 进 程 管 理 2.3.1 进程图 进程图（Process Graph）是描述进程族系关系的有向树 2.3.2 进程创建 引发创建进程的事件通常是调度新的批作业，交互式用户登录，操作系统提供服务和现有进程派生新进程。 创建新进程时要执行创建进程的系统调用（如UNIX/Linux系统中的fork），其主要操作过程有如下四步： （1）申请一个空闲的PCB （2）为新进程分配资源 （3）将新进程的PCB初始化 （4）将新进程加到就绪队列中 下面这个C程序展示了UNIX系统中父进程创建子进程及各自分开活动的情况 #include stdio.h void main(int argc,char *argv[]) { int pid; /* fork another process */ pid = fork(); if (pid 0) { /* error occurred */ fprintf(stderr, Fork Failed); exit(-1); } else if (pid == 0) { /* child process */ execlp( /bin/ls, ls,NULL); } else {/* parent process */ /* parent will wait for the child to complete */ wait(NULL); printf( Child Complete ); e