进程管理和内存管理.ppt

计算机应用基础,Basics of the computer Application,2010年12月,第四部分 计算机软件,4.1 计算机软件概述 4.2 计算机语言 4.3 进程管理 4.4 内存管理,计算机应用基础,4.3 进程管理,4.3.1 程序的并发执行 4.3.2 进程的概念 4.3.3 进程的组成 4.3.4 进程的基本状态 4.3.5 线程,操作系统层,进程在其生命期内，可以处于下面3种基本状态之一: （1）运行状态：获得CPU的进程处于此状态，其对应的程序正在处理机上运行着。 （2）阻塞状态：进程为了等待某种外部事件的发生（如等待输入/输出操作的完成，等待另一个进程发来消息），暂时无法运行。阻塞状态也称等待状态或挂起状态。 （3）就绪状态：已具备运行所需的一切条件，只是由于别的进程占用处理机而暂时无法运行。,4.3.4 进程的基本状态,进程管理,运行状态,就绪 状态,阻塞 状态,等待某事件发生,（如等待I/O）,所等待事件发生 （如I/O完成）,分到CPU,时间片到,新建状态,终止状态,接纳,终止,进程的状态转换图,进程管理,（1）动态性：程序是静止的，进程是程序的一次运行活动，是动态的。进程有一定的生命期，会产生、消亡。 （2）并发性：进程可并发执行，作为资源申请和调度的基本单位。程序是不能并发执行的。 （3）非对应性：程序和进程无一一对应关系，一个程序可被多个进程共用，一个进程在其活动中又可顺序地执行若干程序。 （4）异步性：各进程在并发执行过程中会产生相互制约关系，造成执行速度的不可预测性；而程序是静态的，不存在这种异步特征。,进程和程序的区别,进程管理,4.3 进程管理,4.3.1 程序的并发执行 4.3.2 进程的概念 4.3.3 进程的组成 4.3.4 进程的基本状态 4.3.5 线程,操作系统层,1、引入目的：为了减少程序并发执行时所付出的时空开销,使操作系统具有更好的并发性。 时空开销:创建进程、撤消进程、进程切换等操作时产生 2、线程thread（轻型进程）： 是进程中的一个实体，是被系统独立调度和运行的基本单位 线程可以和同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。 线程本身基本上不拥有系统资源，只拥有一些在运行中必不可少的资源。 同一进程中的多个线程可以并发执行。,4.3.5 线程,进程管理,单线程和多线程的进程模型,4.3.5 线程,进程管理,3、线程的组成 1）线程控制块结构： 一个惟一的线程标识符 描述处理器工作情况的一组寄存器 两个栈指针 一个私有存储区，存放现场保护信息和其他与该线程相关的统计信息,4.3.5 线程,进程管理,2）线程的状态 运行状态 阻塞状态 就绪状态 终止状态,就绪,初始化,转换,等待,运行,备用,终止,创建和初始化线程,加入就绪队列,选择执行,切换,被抢先或时间片到,被抢先,等待完成,等待对象句柄,换出内核,换入内核,执行完成,重新初始化,Windows 2000/XP的线程装态转换图,4.3.5 线程,进程管理,4、进程与线程的关系 1）、从调度的角度看 线程作为资源和分配的基本单位；进程作为拥有资源的基本单位 在同一进程中，线程的切换不会引起进程的切换；但不同进程中的线程切换将会引起进程的切换。 2）、从并发性的角度看： 进程之间存在并发执行 同一个进程中的多个线程也可以并发执行,4.3.5 线程的引入,进程管理,3）、从拥有资源的角度看 进程是拥有资源的独立单位，线程一般不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源。 4）、从系统开销的角度看： 进程切换时会导致系统开销的增加；而线程切换的系统开销则很小。 同一个进程中的线程同步和通信的实现比较容易实现,4.3.5 线程的引入,进程管理,5、使用线程的好处 1）、易于调度 2）、提高并发性 3）、线程开销小 4）、利于充分发挥多处理器的功能,4.3.5 线程,进程管理,第四部分 计算机软件,4.1 计算机软件概述 4.2 计算机语言 4.3 进程管理 4.4 内存管理,计算机应用基础,参考资料,参考教材,网站