《进程调度》PPT课件

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1、Wax526@163.comLinux内核分析-2Linux系统结构Linux内核组成Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。(1)进程调度（SCHED）:控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。Linux内核功能(2)内存管理（MM）允许多个进程安全

2、的共享主内存区域。Linux的内存管理支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码，数据，堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中。必要时，操作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。Linux内核功能(3)虚拟文件系统（VirtualFileSystem,VFS）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了

3、统一的接口，VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，如ext,fat等，设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。Linux内核功能(4)网络接口（NET）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。(5)进程间通讯(IPC)支持进程

4、间各种通信机制。Linux内核功能各个子系统之间的依赖关系如下：处于中心位置的进程调度，所有其它的子系统都依赖它，因为每个子系统都需要挂起或恢复进程。一般情况下，当一个进程等待硬件操作完成时，它被挂起；当操作真正完成时，进程被恢复执行。例如，当一个进程通过网络发送一条消息时，网络接口需要挂起发送进程，直到硬件成功地完成消息的发送，当消息被成功的发送出去以后，网络接口给进程返回一个代码，表示操作的成功或失败。其他子系统以相似的理由依赖于进程调度。Linux内核功能进程调度与内存管理之间的关系：这两个子系

5、统互相依赖。在多道程序环境下，程序要运行必须为之创建进程，而创建进程的第一件事情，就是将程序和数据装入内存。 进程间通信与内存管理的关系：进程间通信子系统要依赖内存管理支持共享内存通信机制，这种机制允许两个进程除了拥有自己的私有空间，还可以存取共同的内存区域。 虚拟文件系统与网络接口之间的关系：虚拟文件系统利用网络接口支持网络文件系统(NFS),也利用内存管理支持RAMDISK设备。Linux内核功能内存管理与虚拟文件系统之间的关系：内存管理利用虚拟文件系统支持交换，交换进程定期由调度程序调度

6、，这也是内存管理依赖于进程调度的原因。当一个进程存取的内存映射被换出时，内存管理向文件系统发出请求，同时，挂起当前正在运行的进程。 除了这些依赖关系外，内核中的所有子系统还要依赖于一些共同的资源。这些资源包括所有子系统都用到的过程。例如：分配和释放内存空间的过程，打印警告或错误信息的过程，还有系统的调试例程等等。Linux内核功能进程管理1进程管理的基本概念2Linux中的进程管理1进程的基本概念1.1程序的顺序执行和并发执行1．程序的顺序执行所谓程序的顺序执行是指该程序独占整个系统中的所有资源，

7、处理机严格按照程序所规定的顺序进行操作，只有在前一个操作执行完后，才进行后继操作。程序的顺序执行有以下特征。（1）顺序性。（2）封闭性。（3）可再现性。2．程序的并发执行程序的并发执行可总结为：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的执行方式。程序的顺序执行一个有四条语句的程序段：S1:a:=x+2;S2:b:=y+4;S3:c:=a+b;S4:d:=c+b;程序的顺序执行s1s2s3s4程序的并发执行s1s2s

8、3s4程序并发执行时具有如下特征。（1）间断性。（2）失去封闭性。（3）不可再现性。程序AM1：N:=N+1gotoM1程序BM2：PRINT（N）；N:=0；gotoM2设共享变量N初值为8，则会产生三种执行结果：9，9，08，0，18，9，01.2进程的定义和特征1．进程的定义进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。2．进程的特征（1）结构特征（2）动态性（3）并发性（4）独立性（5）异步性1.3进程的状态及其转换1．进程的基