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操作系统第三章.ppt

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第三章 进 程 管 理,掌握 多道程序系统的特点 进程的引入和定义 进程的状态及状态变迁 进程的描述:PCB 了解 进程的控制,1、进程的引入,进程的概念是操作系统中最基本、最重要的概念。它是在多道程序系统出现以后,为了刻画系统内部出现的情况,描述系统内部各作业的活动规律而引进的一个新概念,它是对程序的抽象。,多道程序系统的特点,并行性在主存中同时存放多道作业,充分利用系统资源。制约性各程序同时存在于主存,可能因为竞争同一资源(如处理器、外部设备)而相互制约。动态性各程序在系统中所处的状态在不变化。,2、进程的概念,定义:Process进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的独立单位。它对应处理机、存储器和外设等资源的分配和回收; 引入多进程,提高了对硬件资源的利用率,但又带来额外的空间和时间开销,增加了OS 的复杂性;,进程与程序的区别,进程是动态的,程序是静态的:程序是有序代码的集合;进程是程序的执行。通常进程不可在计算机之间迁移;而程序通常对应着文件、静态和可以复制。 进程是暂时的,程序的永久的:进程是一个状态变化的过程,程序可长久保存。 进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程控制块(即进程状态信息)。 进程与程序的对应关系:通过多次执行,一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程可包括多个程序。,进程的性质,并行性:各进行按各自独立的,不可预知的速度并发推进。并发和异步特性会导致程序执行的不可再现性。 制约性:并发进程之间存在着制约性,在进行的关键点上需要相互等待或互通消息。 动态性:进程是程序在数据集合上的一次执行过程,是动态概念;而程序是一组有序指令序列,是静态概念。 进程有一个生命过程:创建、运行、等待等。 进程具有动态的地址空间(数量和内容),地址空间上包括: 代码(指令执行和CPU状态的改变) 数据(变量的生成和赋值) 系统控制信息(进程控制块的生成和删除),进程的性质,结构性:包括数据集合和运行于其上的程序。 代码段、数据段和核心段(在地址空间中);程序文件中通常也划分了代码段和数据段,而核心段通常就是OS核心(由各个进程共享,包括各进程的PCB) 共享性:同一程序同时运行于不同数据集合上时,构成不同的进程。 独立性:是系统中资源分配和保护的基本单位,也是系统调度的独立单位(单线程进程)。每个进程的地址空间相互独立,除非采用进程间通信手段;,3、进程的状态,运行状态(Running):进程占有CPU,并在CPU上运行。处于此状态的进程的数目小于等于CPU的数目。 在没有其他进程可以执行时(如所有进程都在阻塞状态),通常会自动执行系统的idle进程(相当于空操作)。 就绪状态(Ready):进程已获得除处理机外的所需资源,等待分配处理机资源;只要分配CPU就可执行。 可以按多个优先级来划分队列,如:时间片用完-低优,I/O完成-中优,页面调入完成-高优 等待状态(Blocked):指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态(即使CPU空闲,该进程也不可运行)。等待的事件可以为:I/O操作或进程同步等。,进程状态转换,在进程运行过程中,由于进程自身进展情况及外界环境的变化,这三种基本状态可以依据一定的条件相互转换。 就绪—运行  运行—就绪 运行—等待  等待—就绪,进程的状态转换,,,,运行,就绪,等待,,,,,,,,,1、就绪—运行 2、运行—就绪 3、运行—等待 4、等待—就绪,进程转换,就绪 运行调度:调度程序选择一个新的进程运行该转换可以由其他转换引起运行 就绪运行进程用完了时间片运行进程被中断,因为一高优先级进程处 于就绪状态该转换可以引起其他转换发生,进程转换(续),运行 等待当一进程必须等待某事件发生, OS尚未完成服务 对一资源的访问尚不能进行 初始化I/O 且必须等待结果 等待某一进程提供输入 (IPC)可以引起其他转换发生等待 就绪当所等待的事件发生时,因果变迁,如果一个状态变迁是由于另一个状态变迁引起的,则这两个变迁为因果变迁。 思考下列说法是否对,为什么? (1)一个进程从运行状态变为就绪状态态,一定会引起另一个进程从就绪状态态变为运行状态。 (2)一个进程从运行状态变为阻塞状态态,一定会引起另一进程从运行状态变为就绪状态。 (3)一个进程从阻塞状态变为就绪状态,一定会引起另一个进程从就绪状态变为运行状态。,三状态进程模型(单队列结构),进程的挂起和解挂,为了更好的管理和调度进程及适应系统的功能目标,许多系统都有“挂起”和“解挂”一个进程的功能,原因在于:系统有时可能出故障或某些功能受到破坏,需要暂时将系统中的进程挂起,以便故障消除后再恢复。用户在执行自己的作业过程中,要求挂起他的进程,以便进行某
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