进程管理进程概念.ppt

第3章 进程管理 n进程基本概念 n进程状态及其转换 n进程描述与进程控制 n进程互斥与同步 n进程通信 n死锁 n线程 1 1 感性认识 n程序在并发环境中的执行过程(动 态性) n资源分配和独立运行的基本单位( 而不是程序作为运行基本单位) 3.1进程的基本概念 2 2 一.程序的顺序执行 例:S1: a:=x+2; S2: b:=y+4; S3: c:=a+b; S4: d:=c+b; 3 3 程序顺序执行特征 n顺序性 处理机的操作严格按照程序规定的顺序执 行，即每一个操作需在下一操作之前结束 . n封闭性 程序在封闭环境下执行,结果不受外界影响 . n可再现性 只要环境和初始条件相同，程序重复执行 总会得到相同的结果。 4 4 n例 S1: a:=x+2; S2: b:=y+4; S3: c:=a+b; S4: d:=c+b; 二.程序的并发执行 5 5 程序的并发执行特征 6 6 7 7 引入进程的原因 在多道程序环境下，程序的执行 属于并发执行，但此时它们失去其封 闭性，并具有间断性及不可再现的特 性，这样决定了程序是不能参与并发 执行的，因为程序执行的结果是不可 再现的，程序的运行也就失去意义。 因此引入进程概念。 8 8 进程定义 n定义1：一个具有独立功能的程序对 某个数据集在处理机上的执行过程和 分配资源的基本单位.(教材) n定义2：进程是进程实体的运行过程 ，是系统进行资源分配和调度的一个 独立单位 （汤） n本质相同:是一动态执行过程，是分 配资源基本单位。 9 9 不同角度对进程的定义(自看) n进程是可以并行执行的计算部分 n行为的规则叫程序，程序在处理机上 执行时的活动称为进程 n进程是一个独立的可以调度的活动进 程是一抽象实体，当它执行某个任务 时，将要分配和释放各种资源 n一个进程是一系列逐一执行的操作， 而操作的确切含义则有赖于以何种详 尽程度来描述进程 1010 三.进程的特征 n结构特征 n动态性 n并发性 n独立性 n异步性 1111 1.结构特征 1212 2.动态性:最基本特征 n进程的生命周期:由创建而产生，由调 度而执行，由撤销而消亡的过程 3.并发性：多个进程同时在内存中,且能 在一段时间内同时运行。 4.独立性：进程是一个能独立运行、独 立分配资源，独立接受调度的基本单 位。 5.异步性：进程按各自的,不可预知的速 度前进 1313 1414 进程与作业关系 作业是用户向计算机提交任务的 任务实体；而进程则是完成用户任务 的执行实体； 一个作业可由多个进程组成，且 必须至少由一个进程组成，反之不然 ； 作业的概念主要用在批处理系统 中，而进程概念则用在几乎所有的多 道系统中。 1515 3.2 进程的描述PCB n什么是PCB:为描述和控制进程的运 行设置的一种数据结构,是进程的一 部分. nPCB的作用:使一个在多道程序环境 下不能独立运行的程序(含数据)，成 为一个能独立运行的基本单位，一个 能与其它进程并发执行的进程。 1616 PCB的作用 n调入进程，设置运行现场 n查PCB,找到程序和数据在内存地 址并取出 n执行时,可能其他进程访问此 PCB(同步,通信) n暂停时,断点的处理机环境保存在 PCB中。 1717 1818 1919 2020 2121 进程调度信息 n进程状态：阻塞,就绪,执行 n进程优先级: 高-低 n与调度算法有关的信息 等待CPU 时间总和，执行时间总和. n事件 如阻塞原因 2222 2323 2424 各队列分优先级 从高到低 2525 索引表 2626 3.3 进程状态及其转换 1.进程三种基本状态分类 n就绪状态 n执行状态 n阻塞状态 2727 n题：进程分配到必要的资源并获 得处理机的状态是（ ）。 2828 2929 3030 状态转换 执行阻塞 就绪 I/O完成 时间 片完 进程 调度 I/O请求 3131 2. 挂起状态 n挂起： 也叫静止状态，即处于执行则暂停 ，就需则不接受调度. n引入挂起状态的原因 (1) 终端用户的请求：需要修改,调试; (2) 父进程请求:要求考查和修改子进程； (3) 负荷调节的需要:将一些不重要进程挂 起. (4) 操作系统的需要:检查资源的使用情况. 3232 3333 3.4 进程控制 nOS内核:系统态下执行的程序集合； n原语:把系统态下执行的某些具有特 定功能的程序段称为原语。 3434 一.进程的创建 引起创建进程的事件 用户登录：在分时系统中，用户在终端 键入登录命令后，若是合法用户，系统建 立一个进程,并插入就绪队列。 作业调度：批处理系统中，作业调度程 序调度到某个作业后,就把这个作业装入 内存,并分配必要的资源，创建进程并插 入就绪队列。 3535 提供服务：运行中的用户向系统提出请求 后，系统专门建立一个进程为用户服务（ 打印请求） （由OS内核创建） 应用请求：应用进程的需要，由它自己 创建一个新进程，使新进程以并发运行方 式完成特定任务 3636 进程的创建过程 n原语Creat( ) 创建进程 申请空白的PCB 为新建立的进程分配资源 初始化PCB 将新进程插入就绪队列 3737 初始化PCB n初始化标识符信息。将系统中分配的 标识符,父进程标识符填入新PCB中 n初始化处理机状态信息。程序计数器 指向程序的入口地址，栈指针指向栈 顶。 n初始化处理机控制信息。将进程的状 态设置为就绪状态，优先级为最低。 3838 3939 二.进程终止 4040 进程终止过程 从PCB表中查找要撤消的PCB,从中读出该 进程的状态 若进程处于执行态,立即终止该进程的执行, 并设置调度标志为真,重新调度； 如有子孙进程，将所有子孙进程进行终止 将该进程所拥有的全部资源，或者归还给 它的父进程或系统。 将其PCB从所在队列(链表)中移出(举例) 4141 4242 三. 进程阻塞和唤醒 引起进程阻塞和唤醒的事件 请求系统服务 正在执行的程序请求OS服务，但是由于 某种原因OS没有立即满足该进程的要求 ，该进程只能转变为阻塞状态来等待。例 如申请使用已占用的打印机 启动某操作 如果该进程必须在该操作完成之后才能继 续执行，所有必须先使进程阻塞。如启动 某I/O设备,此设备需先完成指定I/O操作. 4343 新数据尚未到达 相互合作的进程，A进程需要B进程的数 据才能继续运行，A输入，B计算，A未输 入完，则B阻塞。 无新工作可做 系统往往设置一些具有某特定功能的系统 进程，每当这种进程完成任务以后便把自 己阻塞起来等待新任务的到来。（发送进 程） 4444 进程阻塞过程(