chap5 unix进程调度和进程存储

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1、第五讲UNIX进程调用和进程存储概述UNIX系统是分时多任务、多道程序环境系统。它采用时间片轮转转方式为系统中的多个用户的多道程序提供服务。为了跟踪计算机并行活动的状态及并发程序对资源的共享使用，提出了进程的概念。提纲1进程基本概念2UNIX系统中的进程3UNIX系统进程调度和管理4进程存储管理与存储技术5UNIX进程的存储管理6UNIX进程控制1进程的基本概念1．进程与程序（a）程序：程序代码，静态进程：可以看作某种特定任务的程序在一个数据集合上的一次具体的活动，动态。（b）进程与程序相比具有动态性、独立性、并

2、发性等特点。1进程的基本概念2．进程的描述进程的结构＝进程描述信息＋进程实体PCB程序段＋数据结构集PCB:包括进程的描述信息、控制信息及进程使用资源信息、处理器现场保护结构等，其中内容是进程动态特征的集中反映。OS通过PCB感知一个进程的存在。程序段：进程需要完成功能的程序代码。数据结构集：进程的程序执行时要完成功能的程序代码。1进程的基本概念3．进程的状态程序——静态进程——动态，具有生命周期两状态进程模式：两状态进程模式中包含的进程状态转换过程：进程开始；调度运行；暂停运行；进程结束1进程的基本概念五状态进

3、程模式：创建阻塞就绪运行退出事件等待超时调度事件发生提交新建释放五状态进程模式中包含的进程状态转换过程：创建新进程；进程提交；调度运行；释放；超时；事件等待；事件发生1进程的基本概念4．进程控制主要实现进程状态的转换和并发进程的管理1）原语不可分解，不间断，不可并发执行的程序段2）临界区指共享某个资源时，不允许多个并发的程序交叉执行的一段代码。并发产生的原因：随机发生，程序需要互不干涉。3）进程互斥4）信号量描述共享资源使用情况的数据结构5）进程同步有两种方式：互斥：我在，你不能在间接制约关系同步：你不来，我不能

4、走直接制约关系2UNIX中的进程1．UNIX创建进程的过程2UNIX中的进程2．UNIX中进程的描述运行中的每个进程都有一个独立的运行环境，这个环境是进程生存的基础，即进程上下文。3UNIX进程调度和管理1．进程调度的方法动态优先级多级反馈循环调度法公式：2．计算公式P-pri＝P-cpu＋PUSER（25）＋P-nice＋NZERO（20）优点：1）创建新进程，cpu＝0，P-pri值较小，优先级较大2）使用越多，P-cpu越大，P-pri值较大，优先级较小3）使用越少，P-cpu越小，P-pri值较小，优先级

5、较大4进程存储管理存储管理的主要功能：（1）存储空间的分配，回收；（2）地址变换；（3）存储共享和保护；（4）存储器扩充（5）提高主存的利用率计算机的存储结构图：4.1进程存储技术程序以进程的方式存放于内存中，CPU在内存中实现进程之间的切换调度。采用一些策略和算法来分配存储空间，使进程在内存和磁盘之间来回切换。此过程为进程的存储管理过程。1．连续分配存储技术操作系统为运行的进程分配一个连续的内存空间(a)单一连续分配存储方式：4.1进程存储技术1．连续分配存储技术操作系统为运行的进程分配一个连续的内存空间(b)

6、分区式连续存储方式：4.1进程存储技术（1）覆盖目的：在较小的可用内存中运行较大的程序原理：一个程序的几个代码段或数据段按照使用的先后顺序以覆盖方式占用共享内存区域。原则：将程序中必要的数据放在常驻内存中。将不经常用的放在交换区。将不存在调用关系的模块可以采用覆盖方式共享内存分区。（2）交换：在多个程序并发执行的时候，将暂时不执行的代码放入交换区，从而可以用更大的内存空间装入新的进程。2．覆盖和交换技术4.1进程存储技术3．页式存储管理解决内存碎片，提高内存的利用率1）基本思想：进程逻辑空间划分为若干页，内存划分

7、为若干物理页。进程按照页的大小分配内存空间，可以连续或不连续分配。页号页面号05176212静态页式管理：进程在执行前将程序段和数据段一次性装入内存的各个页面中。数据结构：进程页表：每个进程都有进程页表，逻辑页号对应物理页面号4.1进程存储技术请求表：系统有一个请求表，可以放到PCB描述中进程号请求数页表地址页表长度状态120102220已分配用于地址转换存储页面表：系统有一张，用于描述内存各个页面的分配情况动态页式管理：只需要将执行部分调入（缺页中断则调入），动态管理程序各部分在内存中的调入调出。4.1进程存储

8、技术2）页式管理的地址变换4.1进程存储技术4．段式存储管理1）将内存分为不同的分区，视为二维空间，进程按照逻辑内容分段。2）特点：以段为单位分配内存分区，段可以不连续。每个段可以占用一个内存分区。内存管理采用动态分区方法，采用缺段中断处理。3）数据结构：进程段表4.2虚拟存储技术1．局部性原理程序执行过程中，在较短的时期内，所执行的指令地址以及操作数地址分别局限在一个区