《進程與進程管理》PPT課件.ppt

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1、操作系統(tǒng)第三章進程與進程管理第三章進程與進程管理3-1進程的引入3-2進程3-3進程調(diào)度3-4線程的基本概念3-5Linux的進程與進程管理3.1進程的引入3-1-1前趨圖的定義前趨圖（ProcedenceGraph）是一個有向無循環(huán)圖（DAG）。圖中的每個結(jié)點可用于表示一條語句、一個程序段或進程；結(jié)點間的有向邊則表示在兩結(jié)點之間存在的偏序或前趨關(guān)系“→”，→={(Pi，Pj)

2、Pi必須在Pj開始前完成}。√×3.1進程的引入3-1-2程序順序執(zhí)行定義程序在執(zhí)行時，必須按照某種先后次序逐個執(zhí)行，僅當前一操作執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后繼操作。程序順序執(zhí)行

3、的特征－程序執(zhí)行的順序性處理機的操作嚴格按程序規(guī)定的順序執(zhí)行，即只有前一操作結(jié)束后才能執(zhí)行后繼操作。－程序執(zhí)行的封閉性程序一旦開始運行，其執(zhí)行結(jié)果不受外界因素的影響。3.1進程的引入－程序執(zhí)行結(jié)果的確定性程序執(zhí)行的結(jié)果與它的執(zhí)行速度、時間無關(guān)。－程序結(jié)果的可再現(xiàn)性程序執(zhí)行時的環(huán)境和初始條件相同，當程序多次重復執(zhí)行時，都將獲得相同的結(jié)果。3-1-3程序并發(fā)執(zhí)行定義圖中對一個作業(yè)的輸入、計算和打印三個操作必須順序執(zhí)行，但并不存在Pi→Ii+1關(guān)系，因而在對幾批數(shù)據(jù)進行處理時，可使它們并發(fā)執(zhí)行3.1進程的引入程序并發(fā)執(zhí)行特征－程序執(zhí)行的間斷性程序執(zhí)行的

4、相互制約將導致并發(fā)程序具有“執(zhí)行—暫停執(zhí)行—執(zhí)行”這種間斷性的活動規(guī)律－程序執(zhí)行失去封閉性因多個程序共享系統(tǒng)中的資源，所以某程序在執(zhí)行時必然會受到其他程序的影響－程序執(zhí)行結(jié)果的不可再現(xiàn)性由于失去了封閉性，也將導致失去其可再現(xiàn)性3.1進程的引入例如,共享變量na=n;b=n;a++;b++;n=a;n=b;－程序和計算不再一一對應程序和計算是兩個不同的概念，在程序并發(fā)執(zhí)行中一個共享程序可對應多個“計算”，程序與“計算”已不再一一對應.3.1進程的引入3-1-4多道程序設(shè)計定義在采用多道程序設(shè)計的計算機系統(tǒng)中，允許多個程序同時進入一個計算機系統(tǒng)的主存

5、儲器并運行，這種讓多個程序同時進入計算機計算的方法稱為多道程序設(shè)計。目的提高處理器的效率，從而提高整個系統(tǒng)的效率必須解決的問題－存儲保護與程序浮動－處理器的管理和調(diào)度－系統(tǒng)資源的管理和調(diào)度3.2進程3-2-1引入進程的原因為了使程序在多道程序環(huán)境下能夠并發(fā)執(zhí)行，并對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，引入進程的概念.程序段、數(shù)據(jù)段及進程控制塊三部分構(gòu)成了一個進程的實體.3-2-2進程的概念進程的定義進程是具有獨立功能的可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的獨立單位”。或者說，“進程”是進程實體的運行過程。3.2進程程序與

6、進程的區(qū)別與聯(lián)系－進程是程序的一次執(zhí)行，是一個動態(tài)的概念，程序是完成某個特定功能的指令的有序序列，是一個靜態(tài)的概念;－一個進程可以執(zhí)行一個或幾個程序，同一程序也可能由多個進程同時執(zhí)行－進程是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位，程序則不是－程序可以作為一種軟件資源長期保存，而進程是程序的一次執(zhí)行過程，它是臨時的，有生命期的－進程是具有結(jié)構(gòu)的3.2進程進程的特征_動態(tài)性_并發(fā)性_獨立性_異步性_結(jié)構(gòu)特征3.2.2進程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換進程的三種基本狀態(tài)就緒狀態(tài)當進程已分配到除CPU以外的所有必要的資源后，只要能再獲得處理機便可立即執(zhí)行，這時的狀態(tài)稱

7、為就緒狀態(tài)3.2進程執(zhí)行狀態(tài)指進程已獲得處理機，其程序正在執(zhí)行阻塞狀態(tài)進程因發(fā)生某種事件（如I/O請求、申請緩沖空間等）而暫停執(zhí)行時的狀態(tài)，亦即進程的執(zhí)行受到阻塞，故稱這種狀態(tài)為阻塞狀態(tài)，有時也稱為“等待”狀態(tài)或“睡眠”狀態(tài)。進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換－就緒→執(zhí)行狀態(tài)處于就緒狀態(tài)的進程，當進程調(diào)度為之分配了處理機后3.2進程－執(zhí)行→阻塞狀態(tài)正在執(zhí)行的進程因發(fā)生某種事件而無法執(zhí)行－執(zhí)行→就緒狀態(tài)正在執(zhí)行的進程如因時間片用完或一個優(yōu)先權(quán)高的進程到來而被暫停執(zhí)行－阻塞→就緒狀態(tài)處于阻塞狀態(tài)的進程，其等待的事件已經(jīng)發(fā)生3.2進程進程的掛起狀態(tài)掛起狀態(tài)的引入－終端用戶

8、的需要－父進程的需要－操作系統(tǒng)的需要－對換的需要－負荷調(diào)節(jié)的需要進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換－活動就緒→靜止就緒－活動阻塞→靜止阻塞－靜止就緒→活動就緒－靜止阻塞→活動阻塞3.2進程3.2進程3-2-3進程控制塊PCB進程控制塊的作用－進程控制塊的作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序（含數(shù)據(jù)）成為一個能獨立運行的基本單位，一個能與其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程－操作系統(tǒng)是根據(jù)進程控制塊PCB來對并發(fā)執(zhí)行的進程進行控制和管理的－PCB是進程存在的唯一標志3.2進程進程控制塊中的信息－進程標識符信息進程標識符用于唯一地標識一個進程，通常有外部標識符和內(nèi)部標識符－

9、處理機狀態(tài)信息處理機狀態(tài)信息主要是由處理機各種寄存器中的內(nèi)容所組成－進程調(diào)度信息存放了一些與進程調(diào)度和進程對換有關(guān)的信息－進程控制信息3