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1、第二章进程管理2.1进程的基本概念2.2进程控制2.3进程同步2.4经典进程的同步问题2.5管程机制2.6进程通信2.7线程2.1进程的基本概念2.1.1程序的顺序执行及其特征1.程序的顺序执行仅当前一操作(程序段)执行完后，才能执行后继操作。例如，在进行计算时，总须先输入用户的程序和数据，然后进行计算，最后才能打印计算结果。S1:a∶=x+y;S2:b∶=a-5;S3:c∶=b+1;ICPICPSSS111222123(a)程序的顺序执行(b)三条语句的顺序执行图2-1程序的顺序执行2.程序顺序执行时的特征(1)顺序性：(2)封闭性：(3)可再现性：2.1.2前趋图前趋图(Pre
2、cedenceGraph)是一个有向无循环图，记为DAG(DirectedAcyclicGraph)，用于描述进程之间执行的前后关系。图中的每个结点可用于描述一个程序段或进程，乃至一条语句；结点间的有向边则用于表示两个结点之间存在的偏序(PartialOrder)或前趋关系(PrecedenceRelation)“→”。→={(Pi,Pj)
3、PimustcompletebeforePjmaystart},如果(Pi,Pj)∈→,可写成Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，而称Pj是Pi的直接后继。在前趋图中，把没有前趋的结点称为初始结点(InitialNode)，把没有后继的结点称为
4、终止结点(FinalNode)。每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示该结点所含有的程序量或结点的执行时间。Ii→Ci→Pi和S1→S2→S3P2P5S1PPPP1389SP26P4S3P7(a)具有九个结点的前趋图(b)具有循环的前趋图图2-2前趋图对于图2-2(a)所示的前趋图，存在下述前趋关系：P1→P2,P1→P3,P1→P4,P2→P5,P3→P5,P4→P6,P4→P7,P5→P8,P6→P8,P7→P9,P8→P9P={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9}→={(P1,P2),(P1,P3),(P1,P4),(P2,P5),(P3,P5),
5、(P4,P6),(P4,P7),(P5,P8),(P6,P8),(P7,P9),(P8,P9)}应当注意，前趋图中必须不存在循环，但在图2-2(b)中却有着S2→S3,S3→S22.1.3程序的并发执行及其特征1.程序的并发执行IIII1234CCCC1234PPPP1234图2-3并发执行时的前趋图Ii→Ci，Ii→Ii+1,Ci→Pi,Ci→Ci+1，Pi→Pi+1而Ii+1和Ci及Pi-1是重迭的，亦即在Pi-1和Ci以及Ii+1之间，可以并发执行。S1:a∶=x+2S2:b∶=y+4S3:c∶=a+bS4:d∶=c+bS1SS34S2图2-4四条语句的前趋关系2.程序并发执
6、行时的特征1)间断性2)失去封闭性3)不可再现性例如，有两个循环程序A和B，它们共享一个变量N。程序A每执行一次时，都要做N∶=N+1操作；程序B每执行一次时，都要执行Print(N)操作，然后再将N置成“0”。程序A和B以不同的速度运行。(1)N∶=N+1在Print(N)和N∶=0之前，此时得到的N值分别为n+1,n+1,0。(2)N∶=N+1在Print(N)和N∶=0之后，此时得到的N值分别为n,0,1。(3)N∶=N+1在Print(N)和N∶=0之间，此时得到的N值分别为n,n+1,0。2.1.4进程的特征与状态较典型的进程定义有：(1)进程是程序的一次执行。(2)进程
7、是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。(3)进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。在引入了进程实体的概念后，我们可以把传统OS中的进程定义为：“进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位”。2.1.4进程的特征与状态1.进程的特征2.1.4进程的特征与状态1.进程的特征2.进程的三种基本状态1)就绪(Ready)状态2)3)阻塞状态就绪时间片完I/O完成进程调度阻塞执行I/O请求图2-5进程的三种基本状态及其转换3.1)引入挂起状态的原因(1)终端用户的请求。(2)父进程请求。(3)负荷调节的需要。(4)
8、操作系统的需要。2)进程状态的转换(1)活动就绪→静止就绪。(2)活动阻塞→静止阻塞。(3)静止就绪→活动就绪。(4)静止阻塞→活动阻塞。执行挂起I/O请求激活活动静止就绪挂起就绪释放激活释放活动静止阻塞挂起阻塞图2-6具有挂起状态的进程状态图2.1.5进程控制块1.进程控制块的作用进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。或者说，OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理
