《进程线程与作》ppt课件

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1、第二章进程、线程与作业多道程序设计Multi-programming进程的引入Process线程与轻进程Threadandlight-weightedprocess作业Job2.1多道程序设计单道程序设计的缺点多道程序设计的提出多道程序设计的问题2.1.1单道程序设计处理机利用率低设备利用率低内存利用率低t运行程序ACPU设备1运行程序At1t2t5t6设备22.1.2多道程序设计的提出t设计目标:提高系统效率(吞吐量)CPU设备1程序At1t2t5t6设备2程序B程序At3t42.1.3多道程序设计的问题处理机资源的管理程序个数处理机个数(如何

2、分配?)存储资源的管理地址空间的相对独立性、共享性内存、外存的分配与去配设备资源管理分配策略IO控制2.2进程的引入进程的概念进程状态及状态转换进程控制块进程的组成与上下文进程的队列进程的类型与特征进程间相互联系与相互作用进程的创建与撤销进程与程序间的联系与差别2.2.1进程的概念定义：进程是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。定义强调两个方面：动态：执行中的程序;并发：可与其他进程同时执行。2.2.2进程状态及转换进程状态(基本状态)运行态(RUN):占有CPU正在向前推进就绪态(READY):可以运行，但未得到CPU等待态(W

3、AIT):等待某一事件发生就绪等待运行获得处理机剥夺处理机等待事件事件发生进程状态转换图KeepinMind进程状态转换图2初创终止创建结束就绪等待运行获得处理机剥夺处理机等待事件事件发生2.2.3进程控制块(PCB)标志进程存在的数据结构，其中保存系统管理进程所需的全部信息PCB内容：进程标识(pid)家族联系进程状态地址信息现场信息打开文件调度参数消息指针所属用户(uid)队列指针2.2.4进程的组成与上下文进程的组成进程控制块(processcontrolblock)建立进程建立PCB撤销PCB撤销进程程序代码(code)数据(data)

4、堆栈(stack+heap)2.2.4进程的组成与上下文进程的表记PCB程序PCB代码数据+堆栈表记1表记2系统空间用户空间2.2.4进程的组成与上下文进程上下文：进程的物理实体与支持进程运行的物理环境，包括：PCB+程序系统环境：地址空间，系统栈，打开文件表，…上下文切换：由一个进程的上下文转到另一个进程的上下文系统开销：运行操作系统程序完成系统管理工作所花费的时间和空间2.2.5进程的队列PCBPCBPCB……head1.就绪队列：系统一个或若干个（根据调度算法确定）2.等待队列：每个等待事件一个3.运行队列：每个处理机一个PCB构成的队列：（

5、不一定FIFO)2.2.6进程的类型与特征进程类型系统进程运行操作系统程序，完成系统管理(服务)功能.用户进程运行用户(应用)程序，为用户服务。2.2.6进程的类型与特征(Cont.)进程的特征并发性：可以与其它进程一道向前推进；动态性：动态产生、消亡，生存期内状态动态变化；独立性：一个进程是可以调度的基本单位；交往性：同时运行的进程可能发生相互作用；异步性：进程以各自独立，不可预知的速度向前推进；结构性：每个进程有一个PCB。2.2.7进程间相互联系与相互作用相互联系相关进程同一家族的进程可以共享文件，需要相互通讯，协调推进速度…父进程可以监视子

6、进程，子进程完成父进程交给的任务。无关进程没有逻辑关系、同时执行的进程。有资源竞争关系，互斥、死锁、饿死。2.2.7进程间相互联系与作用相互作用1.直接相互作用：发生在相关进程之间2.间接相互作用：发生在任何进程之间syncsendreceiveP1:P2:RP2P1holdwait2.2.8进程的创建与撤销进程的创建建立PCB，分配内存，加载程序，入就绪链UNIX：pid=fork()，exec(prog,args)进程的撤销去配资源，撤销PCB，通知父进程UNIX：exit()vs.kill除初始进程外，其它进程由(父)进程创建，并形成进程家族

7、。2.2.9进程与程序的联系与差别进程与程序的联系进程包括一个程序进程存在的目的就是执行这个程序进程与程序的差别程序静态，进程动态程序可长期保存，进程有生存期一个程序可对应多个进程，一个进程只能执行一个程序2.3线程与轻进程2.3.1线程的引入2.3.2线程的概念2.3.3线程的结构2.3.4线程的实现2.3.5线程的应用2.3.6Java线程2.3.1线程的引入进程切换上下文涉及内容多，开销大，“笨重”相关进程之间耦合关系差解决方案Multi-threading同一进程中包含多个线程上下文只涉及寄存器和用户栈，切换速度快相关线程之间通讯方便、快捷

8、2.3.2线程的概念进程中一个相对独立的执行流。进程/线程进程是资源分配单位线程是执行单位多线程优点切换速度快（地址空间不