操作系统第2章 进程管理.ppt

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1、计算机操作系统主讲：白素琴计算机科学与技术系第2章进程管理系统中运行的是什么？程序执行的特点？现代os的特点？第2章进程管理那么现代os中，运行的究竟是什么？进程进程程序数据PCB记录：进程生命周期内与之相关的一切数据第2章进程管理2.1进程的基本概念2.2进程控制2.3进程同步2.4进程通信2.5线程2.1进程的基本概念1、进程的定义：（各个操作系统中对进程的定义不统一）定义：进程是进程实体的运行过程。是进行系统资源分配、调度的最小单位2、进程的特征1）结构性：进程实体2）动态性3）并发性4）独立性5）异步性2.1进程的基本概念2.1进程的基本概念3、进程控制块（PCB）进

2、程PPCB；Os进程P一一对应通过pcb进程标识符处理机状态进程调度信息进程控制信息2.1进程的基本概念4、进程的基本状态就绪R执行E阻塞B针对:单处理机,多道程序系统只有一个进程可以有一个进程队列可以有多个进程队列2.1进程的基本概念执行指针就绪队列指针阻塞队列1指针阻塞队列2指针空闲队列指针PCB14PCB23PCB30PCB48PCB5PCB67……PCB79PCB80PCB91典型的进程状态演变图2.1进程的基本概念分析：利：多道程序并行执行，改善了系统资源的利用率，提高了系统的吞吐量.弊：时空开销2.1进程的基本概念2.2进程控制怎么生成的？怎么结束的？怎么状态转变

3、的？进程是。。。。。所有这些工作都是有os的内核中的进程控制原语实现的。？原语进程树:描述一个进程的家族关系的有向树。2.2进程控制ABCDEFGHIJKLM2.2进程控制进程控制原语：1．创建原语2．撤消原语3．阻塞原语4．唤醒原语2.2进程控制1．创建原语什么情况需要创建？如何创建？2.2进程控制2．撤销原语什么情况需要终止进程？如何终止？1、确保进程都在家族树内2、确保cpu尽量忙碌2.2进程控制3.阻塞和唤醒原语什么情况需要阻塞和唤醒进程？如何阻塞和唤醒？阻塞和唤醒的关系：1、进程在自己的执行过程中，阻塞自己。2、进程在执行过程中，可以唤醒其他进程。3、阻塞和唤醒必须

4、是一一对应的！！Doyouhaveanyquestions?2.3进程同步现代os系统的一个主要特点：异步性。使得系统很混论，程序执行具有不可再现性！！本节主要研究如何解决这个问题。1、进程之间的相互关系2、信号量机制3、信号量机制应用4、经典进程同步问题2.3进程同步1、间接制约方式这是由于竞争相同资源而引起的。2.3.1进程间的相互制约关系2.3进程同步PBt2t1t3cpu1PAPB写文件a文件aPA读文件aPA此时如果申请读文件，应该被禁止此时，PB可能结束；可能继续；也可能被其他进程抢占；此时，PA的运行受到了PB的制约t4PA例，现有两个进程PA，PB在他们的运行

5、过程中都要访问文件a（2）直接制约方式。这是由于相互合作而引起的。2.3.1进程间的相互制约关系2.3进程同步PI：一个个地把数据输入bufPC：一个个地从buf中取出数据buf只能存放一个数据cpu1PI放第一个PC取第一个PI放第二个PC取第二个应该保证：在PC取走数之前，PI不能再放，否则，会漏掉一个数应该保证：在PI放一个数之前，PC不能再取，否则，会重复取数此时，PI和PC因为需要合作相互制约2.3.1进程间的相互制约关系2.3进程同步临界资源、临界区同步与互斥进入区退出区临界区同步机制必须遵循如下准则：空闲让进忙则等待有限等待：避免‘死等’（死锁）让权等待：退出临

6、界区，立即释放处理机，让位给等待进程。避免‘忙等’。2.3.1进程间的相互制约关系2.3进程同步Doyouhaveanyquestions?1、整形信号量2、记录型信号量3、And型信号量4、信号量集2.3.2信号量机制2.3进程同步1965年，荷兰学者Dijkstra提出了信号量（semaphore）机制。1、整形信号量定义：Ints；初始值为资源数目。操作：2.3.2信号量机制2.3进程同步P（S）V（S）临界区WhileS<=0donothing；S=S-1;S=S+1;2、记录型信号量定义：Typesemaphore=recordvalue:integer;L：lis

7、tofprocess;end操作：2.3.2信号量机制2.3进程同步P（S）V（S）临界区S.value=S.value-1；IfS.value<0thenBlock(S.L)S.value=S.value+1；IfS.value≤0thenBlock(S.L)VarS:semaphore3、AND型信号量2.3.2信号量机制2.3进程同步P（S1，S2，…Sn）V（S1，S2，…Sn）临界区要么全部分配一个，要么都不分配；每类资源回收一个；2.3.2信号量机制2.3进程同步4、信号量集机制P（S1,t