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1、第3章處理器管理進程概念進程控制塊PCB進程狀態(tài)及其轉換進程控制3.1多道程序設計多道程序設計技術采用多道程序設計技術應注意的問題存儲保護程序浮動資源的分配和調度采用多道程序設計技術的原因提高資源的利用率多道程序設計的優(yōu)點提高了處理器的利用率充分利用外圍設備資源發(fā)揮了處理器和外圍設備之間以及外圍設備之間的并行處理能力多道程序設計的問題可能延長程序的執(zhí)行時間并行工作道數與系統效率不成正比并行的道數要根據系統配置的資源和用戶對資源的要求來確定主存空間大小外圍設備數量多個程序同時要求使用同一個資源合理搭配PUSH（S，TOP，X）POP（S，
2、TOP，X）BEGINBEGINTOP=TOP+1X=S（TOP）S（TOP）=XTOP=TOP-1ENDEND如果兩個程序段按如下順序執(zhí)行，結果如何？T1：PUSH：TOP=TOP+1T2：POP：X=S（TOP）TOP=TOP-1T3：PUSH：S（TOP）=X我們沒有得到預期的結果。結論：系統中運行著的程序之間存在一些約束，破壞了程序的封閉性和可再現性。問題：如何解決？進程的概念為了描述程序執(zhí)行過程的“走走停?！?，引入了進程。一個程序在一個數據集上的一次執(zhí)行。進程是動態(tài)的。進程和程序的聯系和區(qū)別：一個程序可以對應多個進程。程序是靜
3、態(tài)的，進程是動態(tài)的。可重入程序（純代碼）：執(zhí)行過程中不變的代碼。進程的特性并發(fā)性：系統中同時存在著若干進程。動態(tài)性：進程狀態(tài)不斷變化。獨立性：進程是分配資源的獨立單位。交往性：與其它進程交換信息。異步性：以不可預知的速度向前推進。結構性：一個進程包括三個部分：程序，數據，進程控制塊。進程控制塊（PCB）定義：描述進程外部特性的數據結構。內容：標識信息：進程標識符；特征；當前狀態(tài)。說明信息：擁有資源和等待資源。內存地址、I/O設備、外存、數據區(qū)等。管理信息：進程優(yōu)先數；隊列指針?，F場信息：記錄進程釋放處理機時的現場信息，PSW、通用寄存器
4、等。作用：PCB是進程存在的唯一標志。進程的動態(tài)、并發(fā)特性通過PCB表現出來。進程狀態(tài)及其轉換運行狀態(tài)：占有處理機。就緒狀態(tài)：進程擁有了除CPU之外的所有資源。等待狀態(tài)：進程在等待某事件發(fā)生。如讀磁盤、讀文件等。一個進程在整個生命周期中，由于所擁有的資源不同，狀態(tài)不斷變化。進程狀態(tài)及其轉換進程基本狀態(tài)就緒：擁有了除CPU之外的所有資源。運行：進程在CPU上運行。等待：進程等待某事件發(fā)生，如：讀磁盤，打印、讀文件等等。進程狀態(tài)之間的轉換創(chuàng)建一個進程時，進程處于就緒狀態(tài)。隨著擁有（或等待）的資源不同，進程在不同的狀態(tài)下轉換。進程的整個生命周
5、期就是在不同的狀態(tài)轉換中。就緒運行等待創(chuàng)建撤消進程調度時間片到；更高優(yōu)先級進程事件已發(fā)生等待某事件注意1、進程的三個基本狀態(tài)。2、什么事件可以導致進程狀態(tài)之間的轉換。3、一個進程的狀態(tài)轉換可能引起其它進程的狀態(tài)轉換。例如：一個進程從運行?等待，就會有另一個進程從就緒?運行。4、哪些狀態(tài)的轉換是可能的，哪些是不可能的。如：等待?運行（?）。5、一個完整的進程由程序、數據、進程控制快組成。進程的任何狀態(tài)變化都在PCB之中反映出來。進程隊列處在就緒狀態(tài)和等待狀態(tài)的進程不止一個。（但在任一時刻，處在運行狀態(tài)的進程最多只有一個）。引起進程狀態(tài)變化
6、的原因也很多。如何組織、管理這些進程？PCB中有一個連接指針，用于組織PCB。就緒隊列和等待隊列。根據等待的事件不同，可以組織多個等待隊列。進程隊列的實現方式線性方式原理：為PCB預留一定的空間，即確定了系統中PCB的最大數目，把所有進程的PCB都放在這個表中。優(yōu)點：最簡單，最容易實現。缺點：若用戶很多，則無法創(chuàng)建新的進程；查找一個進程的效率很低。鏈接方式：（C語言中的鏈表概念）原理：按進程狀態(tài)，放在不同隊列中。隊列的組織：按等待原因；按優(yōu)先級??進程隊列的實現方式索引方式：利用索引表記錄不同狀態(tài)的進程。一種狀態(tài)就對應一張索引表。索引表
7、中存放PCB的地址。優(yōu)點：訪問速度快，直接訪問。缺點：索引表本身要占用存儲空間。就緒索引表問題由誰來創(chuàng)建進程？誰來實現進程的轉換？誰負責將進程從一個隊列轉移到另一個隊列？進程控制1、進程控制的內容：創(chuàng)建進程；撤消進程；掛起進程；阻塞進程；喚醒進程等等。2、原語：為完成某些特定的功能而編制的一段系統程序。特點：不可中斷。也稱做“原子操作”。3、用于進程控制的原語：創(chuàng)建原語撤消原語喚醒原語阻塞原語創(chuàng)建原語功能：創(chuàng)建一個進程。流程：申請一個空PCB為新進程分配資源加入就緒隊列有？Y報告出錯信息撤消原語功能：回收進程所占有所有資源。流程：找到要
8、撤消的進程收回進程所占有資源將PCB加入空PCB隊列終止其所有子進程阻塞原語進程由運行?等待的狀態(tài)轉換。流程：將進程狀態(tài)改變?yōu)榈却龑⑦M程PCB加入相應的等待隊列轉進程調度保存現場信息在PCB中喚醒原語功能：
