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1、計算機操作系統(tǒng)——進程調(diào)度摘要基礎(chǔ)：進程調(diào)度策略：進程調(diào)度實現(xiàn)：互斥與同步-避免：死鎖與饑餓-解決：幾個經(jīng)典問題（如生產(chǎn)者-消費者）-了解：進程通信單道程序與多道程序的執(zhí)行單道程序執(zhí)行的過程多道程序執(zhí)行的過程課堂思考與練習(xí)設(shè)時刻0，在內(nèi)存中有三個程序A、B、C，占用CPU的優(yōu)先權(quán)為A最高，C最低；它們的計算和I/O操作時間如表所示。試畫出單道運行和多道運行的時間關(guān)系圖。什么叫進程？為什么要引入“進程”這一概念？為了提高系統(tǒng)資源的利用率，出現(xiàn)了多道程序設(shè)計技術(shù)，但多道程序的并發(fā)執(zhí)行和資源共享帶來了新的問題，破壞了程序的封閉性和可再現(xiàn)性，程序和機器執(zhí)行程
2、序的活動不再一一對應(yīng)，并發(fā)程序之間有可能存在相互制約關(guān)系。并發(fā)程序的獨立性、并發(fā)性、動態(tài)性和相互制約反映了并發(fā)程序的本質(zhì)，而程序的概念已不能反映程序并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)，因此，人們引入了進程的概念來描述并發(fā)程序的執(zhí)行過程。進程：一個具有獨立功能的程序?qū)δ硞€數(shù)據(jù)集在處理機上的執(zhí)行過程和分配資源的基本單位。這里，程序指一組操作序列，而數(shù)據(jù)集則是接受程序規(guī)定操作的一組存儲單元的內(nèi)容。進程=程序的執(zhí)行？進程和程序的區(qū)別和關(guān)系？進程和程序是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念，它們的區(qū)別和關(guān)系可簡述如下：(1)進程是一個動態(tài)概念，而程序則是一個靜態(tài)概念。程序是指令的有序集合，
3、沒有任何執(zhí)行的含義。而進程則強調(diào)執(zhí)行過程，它動態(tài)地被創(chuàng)建，并被調(diào)度執(zhí)行后消亡。(2)進程具有并行特征，而程序沒有。由進程的定義可知，進程具有并行特征的兩個方面，即獨立性和異步性。也就是說，在不考慮資源共享的情況下，各進程的執(zhí)行是獨立的，執(zhí)行速度是異步的。顯然，由于程序不反映執(zhí)行過程，所以不具有并行特征。(3)進程是競爭計算機系統(tǒng)資源的基本單位，從而其并行性受到系統(tǒng)自己的制約。這里，制約就是對進程獨立性和異步性的限制。(4)不同的進程可以包含同一程序，只要該程序所對應(yīng)的數(shù)據(jù)集不同。如何監(jiān)控程序的執(zhí)行？用各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來記錄多個進程（PCB）用狀態(tài)的變遷來
4、跟蹤多個進程用進程調(diào)度來選擇控制多個進程用并發(fā)控制來同步、協(xié)調(diào)多個進程進程的靜態(tài)描述進程=程序+數(shù)據(jù)+進程控制塊PCB程序描述進程所要完成的功能數(shù)據(jù)是對其進行操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集，程序在執(zhí)行時必不可少的工作區(qū)和操作對象。進程控制塊包含了有關(guān)進程的描述信息、控制信息以及資源信息，是進程動態(tài)特征的集中反映。進程狀態(tài)及轉(zhuǎn)換進程控制進程控制，就是系統(tǒng)使用一些具有特定功能的程序段來創(chuàng)建、撤消進程以及完成進程各狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，從而達到多進程高效率并發(fā)執(zhí)行和協(xié)調(diào)、實現(xiàn)資源共享的目的。1.進程創(chuàng)建2.進程撤銷3.進程阻塞4.進程喚醒5.進程切換：在某一時刻，一運行的進程被
5、迫中斷，讓出CPU給指定進程。一般在進行進程上下文切換時，不保留被切換的進程上下文的正文，但保留進程執(zhí)行時所使用的寄存器。程序執(zhí)行過程①單進程單一進程②多進程獨立進程彼此獨立③多進程協(xié)作進程彼此依賴在并發(fā)環(huán)境下不存在完全獨立的進程！程序執(zhí)行過程④多進程競爭進程共享互斥共享資源⑤多進程通信進程相互通信程序執(zhí)行過程中的問題①②不存在資源競爭，只存在CPU調(diào)度③④⑤多個進程相互依賴、彼此競爭資源，既存在CPU調(diào)度，又存在同步協(xié)調(diào)，從而引入并發(fā)控制。并發(fā)控制的實施策略：臨界資源與臨界區(qū)機制：標(biāo)志、信號量方法：加鎖、P、V原語實現(xiàn)：互斥和同步進程互斥（1）臨界
6、資源：一次僅允許一個進程使用的共享資源。每次只準許一個進程進入臨界區(qū)，進入后不允許其他進程進入。對于臨界資源，多個進程必須互斥地對它進行訪問。臨界區(qū)：每個進程中訪問臨界資源的那段代碼。臨界區(qū)是由屬于不同并發(fā)進程的程序段共享公用數(shù)據(jù)或公用數(shù)據(jù)變量而引起的。間接制約：由共享公有資源而造成的對并發(fā)進程執(zhí)行速度的間接制約。即把這種由于共享某一公有資源而引起的在臨界區(qū)內(nèi)不允許并發(fā)進程交叉執(zhí)行的現(xiàn)象。進程互斥（2）互斥：一組并發(fā)進程中的一個或多個程序段，因共享某一公有資源而導(dǎo)致它們必須以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行。也就是說，不允許兩個以上的共享該資源的并發(fā)進程
7、同時進入臨界區(qū)稱為互斥。進程互斥：一個進程正在訪問臨界資源，另一個要訪問該資源的進程必須等待。當(dāng)占用臨界資源的進程退出臨界區(qū)，才允許另一進程區(qū)訪問此臨界資源。為了禁止兩個進程同時進入臨界區(qū)，需采用一定的方法來協(xié)調(diào)它們。無論方法是什么都應(yīng)遵循下述準則：空閑讓出忙則等待讓權(quán)等待有限等待進程互斥（3）互斥的加鎖實現(xiàn)對臨界區(qū)加鎖以實現(xiàn)互斥：當(dāng)某個進程進入臨界區(qū)之后，它將鎖上臨界區(qū)，直到它退出臨界區(qū)時為止。并發(fā)進程在申請進入臨界區(qū)時，首先測試該臨界區(qū)是否是上鎖的。如果該臨界區(qū)已被鎖住，則該進程要等到該臨界區(qū)開鎖之后才有可能獲得臨界區(qū)。進程互斥（4）設(shè)臨界區(qū)的類
8、名為Ｓ。為了保證每一次臨界區(qū)中只能有一個程序段被執(zhí)行，又設(shè)鎖定位key［Ｓ］。key［Ｓ］表示該鎖定位屬于類
