第2章进程和线程（进程）

第二章进程和线程2.1进程2.2进程的并发性2.3进程通信2.4线程本章目标理解和掌握进程的定义、状态、进程控制块和进程队列等知识。理解和掌握进程的调并发性。理解线程知识。2.1进程管理1.程序的顺序执行：程序在机器中严格按顺序执行并独占系统资源；程序执行的速度与结果无关。封闭性：程序一旦执行，其结果只取决于程序本身；可再现性：机器在同一数据集上重复执行同样的程序，其结果相同程序的并发执行：多个程序同时在一台计算机中运行，各程序不再独自占有所需资源，而是在轮流使用共享资源时相互制约，执行过程往往是走走停停，失去了封闭性和可再现性，但是却提高了资源利用率。2.1.1多首程序设计2.并发执行输入第一批输入第二批输入第三批处理第一批处理第二批处理第三批输出第一批输出第二批输出第三批①并发性。即指系统中有多个程序同时执行。在单个CPU系统中，多个并发执行的程序虽然从宏观上并行执行，但是从微观上来看，它们是分时，轮流地占用CPU时间，所以是串行的。②随机性。在多道程序环境下，尤其是在多用户环境下，程序和数据的输入与执行时间都是随机的。③资源共享。任何一个计算机系统中的软、硬件资源数量总是有限的，这就要求系统资源允许被多个并发执行的程序所共享。进程与程序的关系

1.程序是静态的概念，进程是动态的概念；

2.进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并发执行而程序则不能

3.程序和进程无一一对应的关系

4.各进程在并发执行中会产生相互制约，而程序本身是静态的，没有这种异步特征。进程是一个程序在一个数据集上的一次运行。2.1.2进程概念的引入进程的特征动态性：进程有一定的生命期，“它由创建而产生，由调度而执行，由撤消而消亡”。并发性：多个进程并发执行。独立性：能独立运行、独立分配资源和独立调度的基本单位。异步性：进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进，按异步方式运行。结构特征：进程实体包括程序段、数据集和进程控制块。2.1.3、进程的状态及其转换进程的基本状态：就绪态、运行态、阻塞态。各状态的相互转换：就绪——>运行运行——>阻塞阻塞——>就绪运行——>就绪等待某事件发生进程调度时间片到所等待事件发生运行就绪阻塞2.1.4、进程控制块进程组成：进程控制块，程序段，数据集合。进程控制块

进程标识信息、说明信息、现场信息和管理信息（进程名、状态信息、调度优先权、通信信息、现场保护区、资源供求和分配控制信息、族关系信息等）程序段

各种基本结构组成的指令集合数据集合

各种类型的数据

PCB程序部分数据集合

PCB是进程存在的唯一标识思考题：为什么PCB是进程存在的唯一标识？提示：操作系统根据PCB对进程实施控制和管理；进程队列：将具有相同状态的PCB按一定的方式组织起来，构成的队列。分三种队列：执行队列、就绪队列、阻塞队列。2.1.5进程队列执行队列头指针PCB4就绪队列头指针PCB2PCB3PCB5…PCBn阻塞队列头指针PCB1PCB6-1-1图PCB的各种队列线性方式：线性队列链接方式：链接表索引方式：索引表线性表队列250036004800250025022504链接表队列索引表PCB0PCB1PCB2

…PCBn

……内存中的专用区域2.1.6进程控制（原语）原语操作：机器指令编制的一段完成特殊功能的系统程序。进程控制的作用：系统对所有进程整个生命期的有效管理和控制。

1、创建原语

2、撤销原语

3、阻塞原语

4、唤醒原语1．

创建原语一个进程可借助于创建原语来创建一个新进程。创建一个新进程的主要工作是：

申请一空闲PCB→无空闲PCB，则创建失败；否则产生PID（进程标识）→申请必要的资源→初始化PCB→插入就绪队列

2．

撤消进程原语找出被撤消进程的PCB→该进程若正在执行，则终止该进行的执行→该进程若有子进程，则撤消其所有子进程→将该进程所拥有的全部资源，归还给父进程或系统→将被撤消进程的PCB从所在队列（或链表）中清除，放回到空闲PCB队列。3．进程的阻塞原语正在执行的进程，当出现请求操作系统服务、启动某种操作、新数据尚未到达、无新工作可做等事件时，由于无法继续运行，于是自己便通过调用block原语，把自己阻塞起来。保存CPU现场→置该进程的状态→被阻塞进程入等待队列→转进程调度。4．进程的唤醒原语被阻塞进程等待的事件到，由与之相关的进程将其唤醒（