《工学进程管理》ppt课件

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1、第二章进程管理1.1进程的基本概念1.2进程控制1.3进程的同步与互斥1.4经典的进程同步问题1.5管程机制1.6进程通信1.7线程第一节进程的基本概念一、程序的顺序执行程序是一个在时间上有严格次序的指令序列。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。图2-1程序的顺序执行在单道系统中，程序执行具有以下特征(P5)：(1)顺序性(2)封闭性(3)可再现性其中最大特征就是程序的顺序执行。二、前趋图前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无循环图，记

2、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、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终止结点(Fin

4、alNode)。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。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→P9或表示为：P={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9}→={(P1,P2),(P1,P3),(P1,P4),(P2,P5),(P3,P5),(P4,P6),(P4,P7),(P5,P8),(P6,P8),(P7,P9),(P8,P9)}三、

5、程序的并发执行1、什么是程序的并发执行(回顾)程序的并发执行可进一步分为：①不同程序间的并发执行；②同一程序中不同程序段的并发执行。并发程序的前趋图：在该例中存在下述前趋关系：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。对于具有下述四条语句的程序段，前趋图：S1:a∶=x+2S2:b∶=y+4S3:c∶=a+bS4:d∶=c+b2、程序并发执行带来的影响：程序运行的间断性；程序的执行失去了封闭性和以此为基础的可再现性；程序之间由于资源

6、共享与竞争，形成了相互制约。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。为了合理管理系统资源、协调各程序段在执行时对资源的竞争，需要一个记录

7、和描述程序执行过程的基本单位，于是引进了“进程”这一概念。四、进程的定义1、较典型的进程定义有：(1)进程是程序的一次执行。(2)进程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。四、进程的定义2、进程实体：程序段、相关数据、PCB(进程控制块)----管理进程的数据结构3、进程的特征(p19-22)：(1)结构特征(2)动态性(3)并发性(4)独立性(5)异步性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

8、进行资源分配和调度的一个独立单位”五、进程的三种基本状态(p23-24)就绪状态----就绪队列执行状态阻塞状态(等待状态)----等待队列进程基本状态转换图就绪执行阻塞进程调度时间片用完等待某个事件发生而阻塞因等待的事件已发生而被唤醒创建撤消图2-7进程的五种基本状态及转换p31-33六、挂起状态在一般OS中，进程只有以上三种基本状态。而在一些有特殊要求的OS中，由于控制的需要，引入“挂起”状态。“挂起”状态有静止就绪和静止阻塞两种。“挂起”就意味着暂停对该进程分配CPU资源。六、挂起状态引起“挂起”的原因(P26-27)：(1)终端用户的请求

9、。(2)父进程请求。(3)负荷调节的需要。(4)操作系统的需要。图2-6具有挂起状态的进程状态图调度图2-8具有创建、终止和挂起状态的进