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1、第二章進程的描述與控制2.2進程的描述（重點）2.3進程控制（重點）應用的提出:同時進行多個任務的需求舉例編輯文檔運行程序網上瀏覽CD音樂欣賞問題：單處理機如何同時執(zhí)行多個任務？解決需求采用的技術CPU分時：每個程序運行相等的時間片，輪流運行?輪轉。問題:怎樣才能做到并發(fā)??如:當一個程序的時間片到，它必須放棄CPU,等待下一個時間片;而當下一次調度它時,它應該從哪里繼續(xù)執(zhí)行呢?再如:當一個程序請求I/O時,此時操作系統(tǒng)將CPU分配給另一個程序;外設I/O結束時,OS如何知道這個I/O是哪個程序請求的？OS應該結束哪個程
2、序的等待狀態(tài),使它重新獲得CPU繼續(xù)運行等等…這些都是程序員無法預知，是無法通過程序自身去解決的問題。顯然是操作系統(tǒng)的責任。終于找到解決的方法了----進程!!!!必須為執(zhí)行中的程序配置一個數據結構來描述其動態(tài)執(zhí)行過程中出現(xiàn)的種種信息，以便操作系統(tǒng)進行管理和控制，這個數據結構就是進程控制塊PCB(ProcesscontrolBlock)。程序PCB+進程task_struct結構在內核linux-2.4.16/linux/include/linux/sched.h中定義2.2.1進程的定義和特征1.進程的特征1）結構特征
3、從結構上看，進程實體至少包括：程序段、數據和進程控制塊（PCB)。進程的組成程序代碼PCB數據集合2)動態(tài)性進程是進程實體的一次執(zhí)行過程（動態(tài)性），有一定的生命周期（由創(chuàng)建而產生，由調度而執(zhí)行，由撤消而消亡）。程序則只是一組有序指令的集合，并存放于某種介質上，是靜態(tài)的。5)異步性進程按各自獨立的、不可預知的速度向前推進。3)并發(fā)性多個進程同存于內存中，且能在一段時間內同時運行。4)獨立性進程是一個能獨立運行，獨立分配資源和獨立接受調度的基本單位。較典型的進程定義有：(1)進程是程序的一次執(zhí)行。(2)進程是一個程序及其數據
4、在處理機上順序執(zhí)行時所發(fā)生的活動。(3)進程是程序在一個數據集合上運行的過程，它是系統(tǒng)進行資源分配和調度的一個獨立單位。在引入了進程實體的概念后，我們可以把傳統(tǒng)OS中的進程定義為：“進程是進程實體的運行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調度的一個獨立單位”。2.2.2進程的基本狀態(tài)及轉換進程可能由于等待I/O操作、競爭資源、以及相互協(xié)作等原因產生了“走走停?！钡膭討B(tài)性。因此，進程在生存期內至少處于三種基本狀態(tài)之一：1.進程的三種基本狀態(tài)（三態(tài)模型）進程的三種基本狀態(tài)及其轉換2)執(zhí)行狀態(tài)進程已獲得CPU，其程序正在執(zhí)行。1)就緒(
5、Ready)狀態(tài)進程已分配到除CPU以外的所有必要資源，只要再獲得CPU，便可立即執(zhí)行，此時的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。3)阻塞狀態(tài)正在執(zhí)行的進程由于發(fā)生某事件而暫時無法繼續(xù)執(zhí)行時，便放棄CPU而處于阻塞（等待）狀態(tài)。就緒阻塞執(zhí)行I/O完成I/O請求時間片完進程調度終止思考：1．如果系統(tǒng)中有N個進程，運行的進程最多幾個，最少幾個；就緒進程最多幾個最少幾個；等待進程最多幾個，最少幾個？[解答]：在單處理機系統(tǒng)中，處于運行狀態(tài)的進程最多為1個，最少為0個；處于就緒進程最多為N-1個，最少為0個；處于阻塞的進程最多為N個，最少為0個。
6、（1）就緒—運行；（2）就緒—等待2.有沒有這樣的狀態(tài)轉換，為什么？[解答]（１）(Y)（２）(N)就緒阻塞執(zhí)行I/O完成I/O請求時間片完進程調度終止終止創(chuàng)建許可保證進程調度必須在創(chuàng)建工作完成后進行等待操作系統(tǒng)善后處理，將PCB清零，返還給系統(tǒng)。2.創(chuàng)建狀態(tài)和終止狀態(tài)（五態(tài)模型）3.掛起狀態(tài)在一些系統(tǒng)中增加了掛起狀態(tài)引入掛起狀態(tài)的原因終端用戶的請求。暫停進程的執(zhí)行，修改程序。(2)父進程請求。掛起自己的子進程。(3)負荷調節(jié)的需要。把不重要的進程掛起，避免系統(tǒng)負荷較重。(4)操作系統(tǒng)的需要。檢查資源使用情況等。掛起進程
7、即把進程放在外存中活動就緒執(zhí)行調度激活時間片完掛起終止靜止就緒活動阻塞靜止阻塞掛起喚醒激活掛起喚醒請求I/O就緒阻塞執(zhí)行I/O完成I/O請求時間片完進程調度終止1)引入掛起狀態(tài)的狀態(tài)轉換比較:增加了幾種轉換?2.2.4進程管理中的數據結構OS為了便于對計算機中的各類資源的使用和管理，必須用數據結構記錄各種資源的使用及各類進程運行情況的信息，PCB是非常重要的一個數據結構。1）進程控制塊的作用OS對每個進程定義了一個數據結構—PCB。記錄了操作系統(tǒng)所需的、用于描述進程的當前情況以及控制進程運行的全部信息。當系統(tǒng)創(chuàng)建一個新進
8、程，為它建立一個PCB，進程結束時又回收其PCB，進程也隨之消亡。PCB是進程存在的唯一標志。因為PCB經常被系統(tǒng)訪問，所以應常駐內存。1.進程控制塊2）進程控制塊中的信息（主要）標識符信息進程標識符進程名進程號用戶標識用戶名用戶號家族聯(lián)系父進程子進程處理機狀態(tài)信息（現(xiàn)場）通用寄存器指令計數器程序狀態(tài)字用戶棧指針進程
