计算机操作系统(进程与线程).ppt

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1、主要内容第2章进程与线程2.1进程2.2线程2.3进程间通信2.4调度2.5经典的IPC问题12.1进程（补充1）程序指令或语句序列，体现了某种算法所有程序是顺序的①顺序程序计算机系统中只有一个程序在运行，该程序独占系统中的所有资源，其执行不受外界影响特征：顺序性、封闭性、可再现性22.1进程（补充2）多道程序执行系统中程序的执行：同时处理多个具有独立功能的程序，应具有以下特点：．独立性：多个程序逻辑独立，并可独立运行．随机性：多用户环境下程序的运行是随机的．资源共享：并发执行的程序：．并发：两个或多个事件在同一个时间间隔之内同时发生．并行：两个或多个事件在同一个时刻同时发

2、生特点：随机性，失去了程序顺序执行所具有的封闭性和可再现性3例：有栈S,top为栈顶指针，getaddr(top)从栈中取内存数据块地址，reladdr(bld)将内存数据块地址blk放入S中Proceduregetaddr(top)beginlocalrr<-(top)top<-top-1return(r)endProcedurereladdr(blk)begintop<-top+1(top)<-blkend１２abeftopr=?42.1.2进程的定义：定义：AProcssisjustanexecutingprogram(Include:PC,R,variableset

3、c.)或：可以与其他程序并发执行的程序的一次执行，是系统　　　　资源分配的基本单位特征：　．动态．并发．独立．异步．结构5进程与程序的区别及联系：．进程是动态的，而程序是静态的．进程可以并发，而程序则没有．进程是资源竞争的基本单位联系：一个程序可以生成多个不同的进程进程的层次结构：（进程树）．系统中除根进程外，每个进程都有且只有一个父进程．每个子进程均由它的父进程创建．一个父进程可以有多个子进程62.1进程2.1.1进程模型含有4道程序的多道程序4个独立的顺序进程的概念模型在任意时刻仅有一个程序是活跃的72.1.2创建进程4种主要事件导致进程的创建系统初始化执行了正在运行

4、的进程所调用的进程创建系统调用用户请求创建一个新进程一个批处理作业的初始化82.1.3进程的终止引起进程终止的条件：正常退出(自愿的)错误退出(自愿地)严重错误(非自愿地)被其他进程杀死(非自愿地)92.1.4进程的层次结构父进程创建一个子进程，子进程可以创建属于自己的更多进程Unix中所有子女和后裔共同组成一个进程组UNIX叫“进程组"Windows没有进程层次的概念所有的进程都是地位相同的102.1.5进程的状态(1)进程课程的状态running（运行态）blocked(阻塞态)ready（就绪态）上图显示出各状态之间的转换进程为等待输入而阻塞调度程序选择另一个进程调度

5、程序选择这个进程出现有效输入112.1.5进程的状态(2)以进程构造的操作系统最底层处理中断,调度在该层之上是顺序进程122.1.6进程的实现（补充）．进程控制块ＰＣＢ（用来标识进程存在于系统中的唯一的实体，部分或全部常驻内存）．程序．数据集ＰＣＢ：系统用ＰＣＢ反映进程的动态特征，内容包括：．描述信息：进程名（标识号），用户名（标识号），家族链．控制信息：状态，优先级，内存始址，计时，通信信息．资源管理信息：内存大小，设备等．ＣＰＵ现场保护机构：ＰＣＢ中设有132.1.6进程的实现(1)典型的进程表表项中的一些字段进程表表项——进程控制块的主要字段142.1.6进程的实现(

6、2)当中断发生后操作系统最底层的工作步骤硬件压入堆栈程序计数器等。硬件从中断向量装入新的程序计数器。汇编语言过程保存寄存器值。汇编语言过程设置新的堆栈。C中断服务例程运行（典型的读和缓冲输入）。调度程序决定下一个将运行的进程。C过程返回至汇编代码汇编语言过程开始运行新的当前进程中断发生时，底层处理步骤15进程与程序的区别（补充）进程更能真实的描述并发（程序不能）进程是由程序和数据两部分组成的程序是静态的。进程是动态的进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的一个程序可以对应多个进程进程具有创建其他进程的功能16线程线程是轻量级的进程，它是一个进程内的基本调度单

7、位，有自己的程序计数器、寄存器及堆栈。多线程与多进程-多线程系统允许多个线程共享一个进程的地址空间、打开文件、全局变量等资源。-多进程系统允许多个进程共享物理内存、磁盘、打印机等资源。线程与进程-进程是资源管理的基本单位-线程是调度的基本单位2.2线程2.2.1线程的概念172.2.2线程模型(a)三个进程，每个进程有1个线程(b)一个进程有3个线程112318线程的实现（TCB）一个进程中所有线程共享内容每个线程自己的内容19每个线程有自己的堆栈(kernel&userstack,TCB)202.2.3引入线程的