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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(yīng)用的提出:同時進行多個任務(wù)的需求舉例編輯文檔運行程序網(wǎng)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(wù)？解決需求采用的技術(shù)CPU分時：每個程序運行相等的時間片，輪流運行?輪轉(zhuǎn)。問題:怎樣才能做到并發(fā)??如:當(dāng)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(dāng)下一次調(diào)度它時,它應(yīng)該從哪里繼續(xù)執(zhí)行呢?再如:當(dāng)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(shè)I/O結(jié)束時,OS如何知道這個I/O是哪個程序請求的？OS應(yīng)該結(jié)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(yù)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(zé)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是進程控制塊PCB(ProcesscontrolBlock)。程序PCB+進程task_struct結(jié)構(gòu)在內(nèi)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(jié)構(gòu)特征
3、從結(jié)構(gòu)上看，進程實體至少包括：程序段、數(shù)據(jù)和進程控制塊（PCB)。進程的組成程序代碼PCB數(shù)據(jù)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(chǎn)生，由調(diào)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(zhì)上，是靜態(tài)的。5)異步性進程按各自獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進。3)并發(fā)性多個進程同存于內(nèi)存中，且能在一段時間內(nèi)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(diào)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(shù)據(jù)
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(shù)據(jù)集合上運行的過程，它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)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(diào)度的一個獨立單位”。2.2.2進程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)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(chǎn)生了“走走停停”的動態(tài)性。因此，進程在生存期內(nèi)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(zhuǎn)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(diào)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(zhuǎn)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(diào)度終止終止創(chuàng)建許可保證進程調(diào)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?fàn)顟B(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(fù)荷調(diào)節(jié)的需要。把不重要的進程掛起，避免系統(tǒng)負(fù)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(diào)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(diào)度終止1)引入掛起狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換比較:增加了幾種轉(zhuǎn)換?2.2.4進程管理中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。1）進程控制塊的作用OS對每個進程定義了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—PCB。記錄了操作系統(tǒng)所需的、用于描述進程的當(dāng)前情況以及控制進程運行的全部信息。當(dāng)系統(tǒng)創(chuàng)建一個新進
8、程，為它建立一個PCB，進程結(jié)束時又回收其PCB，進程也隨之消亡。PCB是進程存在的唯一標(biāo)志。因為PCB經(jīng)常被系統(tǒng)訪問，所以應(yīng)常駐內(nèi)存。1.進程控制塊2）進程控制塊中的信息（主要）標(biāo)識符信息進程標(biāo)識符進程名進程號用戶標(biāo)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(shù)器程序狀態(tài)字用戶棧指針進程
