进程与存储管理示例

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1、6.1UNIX进程和存储管理简介6.2UNIX进程结构6.3进程控制6.4UNIX进程调度与交换6.5进程通信6.6UNIX存储管理本章小结习题第6章进程与存储管理示例本章以Linux2.4为主，介绍Linux的进程和存储管理方法。6.1Linux进程和存储管理简介UNIX系统的核心部分从整体上说可以分为两大部分，即“静”的文件系统和“动”的进程控制系统。文件系统主要用来存放、管理那些暂时不被处理机执行的程序和数据，它为程序和数据文件分配空间，控制文件存取和为用户检索信息。进程控制系统则负责为将要执行的程序和数据文

2、件分配内存空间，并负责进程调度、控制并发进程的执行速度和分配必要的资源，以及负责进程通信和内存管理等。UNIX的进程控制系统与文件系统之间通过系统调用来互相作用。先介绍UNIX的进程控制系统部分。第6章进程与存储管理示例Linux系统把一个程序看作是一个可执行文件，而把一个进程看作是程序的执行或执行中的程序实例。但是，从静态的观点看，CPU把进程解释为由一组机器指令、数据和堆栈结构组成的集合，及其上下文。系统核心调度进程占据CPU。由于调度并不一定是在每个进程执行完毕时发生，因此，系统内同时有多个进程在执行。而且，

3、若干个进程可以同时调用一个子程序。和其他所有操作系统一样，UNIX操作系统只有在其内核装入内存后才能开始运行。6.1Linux进程与存储管理简介为了使操作系统内核能在每次开机时顺利地装入内存，用户必须事先把Linux操作系统的执行代码以文件方式存储在计算机硬盘设备中，并对计算机系统中的相应资源，例如高速缓存、交换区等进行初始化。这一过程被称为操作系统的安装过程。一个商用的操作系统都有自己的自动安装程序。用户在购买了操作系统之后，只要按照操作系统程序的提示和说明，一般都能进行系统安装。因此，本章的进程运行和存储管理都

4、是假定在一个已完全安装完毕的操作系统基础上进行的。6.1Linux进程与存储管理简介在一个已安装好UNIX系统的操作系统中，启动电源意味着系统引导程序开始系统自举，引导在外存硬盘中的操作系统进入内存。这一过程是一个启动Linux系统、设置和初始化各种数据结构与表格、建立控制Linux系统内核运行的控制进程（在Linux系统中，把核心进程称为0#进程），和建立控制终端进程与Shell进程（用户交互进程）运行的1#进程。最后，系统在建立了0#进程和1#进程等之后，将出现相应的提示符，以等待用户输入命令来执行和处理用户应

5、用程序。6.1Linux进程与存储管理简介Shell程序将为用户提供解释执行用户命令的交互工具。随着用户命令，例如“cp”等的输入，系统将为该命令建立一个执行该命令的用户进程。如果这个用户进程抢不到处理器，则Shell进程会自动退出处理器，进入等待队列，以便用户进程执行。在用户进程执行结束后，Shell进程又恢复执行，并显示提示符和等待用户的下一条命令输入。Linux系统的所有进程都是在上述执行过程中产生和消亡。6.1Linux进程与存储管理简介由图6.1可以看到，在Linux系统中还未创建出其他新用户进程之前，只

6、有0#进程、1#进程以及终端管理进程与Shell进程存在。其中，终端管理进程与Shell进程是1#进程的子进程，这是因为在Linux系统中，除了0#进程和1#进程之外，其他进程都是由父进程创建的。人们也称1#进程是所有用户进程的祖先。6.1Linux进程与存储管理简介Linux操作系统的0#进程在核心态下运行，而1#进程以及由1#进程衍生的其他进程都可在用户态和核心态两种执行模式下执行。两态之间的主要区别是：用户态下的进程能存取它们自己的指令与数据，但不能存取核心指令和数据。然而，核心态下的进程能存取核心和用

7、户地址。另外，某些机器的指令是特权指令，在用户态下执行会引起错误，只能在核心态下执行。6.1Linux进程与存储管理简介Linux进程的核心态和用户态之间的转换靠中断以及硬件设置等方法完成，当用户进程由用户态转向核心态执行时，需要依靠中断或后述的陷阱来实现。在核心态执行的进程只有通过设置程序状态寄存器PSW才能回到用户态。6.1Linux进程与存储管理简介Linux的进程控制系统在逻辑上由四个模块组成。即与文件系统的接口部分，进程本身的控制部分，包括进程的创建、进程调度和进程的撤消等，第三部分是进程间控制部分，包括

8、进程间的互斥、同步和通信等，第四部分是存储管理部分。进程控制系统模块结构如图6.3所示。6.1Linux进程与存储管理简介图6.3进程控制系统进程控制系统与文件系统的接口有两个，一个是在系统内部与文件系统直接发生联系的有关表格和数据结构。另一个则是通过系统调用界面，也就是中断和陷阱（Interrupt＆Trap）总控部分与文件系统发生联系。以便把待执行的文件