计算机操作系统2

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1、第二章进程的描述与控制2.1前趋图和程序执行2.2进程的描述2.3进程控制2.4线程的基本概念2.1.1前趋图前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无循环图，描述进程之间执行的前后关系。Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，称Pj是Pi的直接后继。2.1前趋图和程序执行图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

2、,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)}2.1.2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: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;2.程序顺序执行时的特征

3、顺序性：只有前一操作结束才能做后面操作(2)封闭性：程序独占资源，执行结果不受影响(3)可再现性：初始条件相同，结果相同2.1.3程序的并发执行程序的并发执行是指在一个CPU的前提下，两个或两个以上程序在一段时间内同时执行。它可以显著提高资源的利用率。1.程序的并发执行图2-3并发执行时的前趋图2.程序并发执行时的特征间断性2)失去封闭性3)不可再现性2.1.4程序并发执行条件仅当满足该条件，并发程序才能保持“可再现性”该条件由bernstein在1966年提出，又称bernstein条件R(p1)

4、W(p2)R(p2)W(p1)W(p1)W(p2)={}例：根据Bernstein条件，在下列4条语句中：S1:a:=x+yS2:b:=z+1S3:c=a-bS4:w=c+1S1和s2两条语句___并发执行，s3和s4两条语句___并发执行2.2进程的描述（重点）进程（Process）意义：为了保证多个程序的并发执行，当某个程序进入内存开始运行时，将其改变为进程，从而保证与其他程序（进程）并发执行。进程是某个程序在一组OS数据集合基础上的一次运行过程。进程运行所依赖的OS数据集合叫做“进程控制块”（

5、PCB，ProcessControlBlock），即进程=程序+PCBPCB中存放了进程标识符、进程运行的当前状态、程序和数据地址、保存该进程运行时CPU的环境信息进程的特征动态性：是程序的一次并发执行过程，具有一定的生命周期。每个进程在执行过程中都会按“执行-暂停-执行”方式推进，因此可以对不同阶段的进程定义不同的状态。并发性独立性：任何进程都是一个程序的一次独立运行过程，也是系统进行资源分配和调度的单位。注意，同一个程序可以成为多个进程。异步性：进程按不可预知的速度向前推进，所以OS应提供相应的

6、措施保证其并发性。结构性：每个进程都由代码、数据和PCB三部分组成。进程的三种基本状态就绪(Ready)状态：此时进程等待CPU，并获得了除CPU以外所有的运行所需资源。由于存在多个就绪进程，OS将它们排列成一个就绪队列。执行(Running)状态：进程获得了CPU，并正在运行的状态。单CPU系统中只能有一个进程处于执行状态。阻塞(Blocked)状态：进程因发生某事件而不能继续执行的状态。有时也称为“睡眠”或“等待”状态。由于存在多个不同原因的阻塞进程，系统将它们排列成多个队列进程的其它状态：为了

7、更好地描述和管理进程，大多数OS都定义了更多的状态。新建状态(New)：进程刚刚被创建时的状态，此时进程还没有进入就绪状态。终止状态(Terminated)：进程运行结束（正常或非正常），但还没有最后消亡时的状态。进程状态之间的转换关系新建就绪结束进程调度中断I/O操作或请求其它资源I/O操作结束或得到资源阻塞接纳运行结束执行调度程序进程C进程B进程A三个进程和调度程序之间的状态转换实例（多道程序+分时）=执行状态=就绪状态=阻塞状态2.2.3挂起状态挂起状态(Suspended)：将一个进程人为

8、地停止下来，以便进行调试或进行其它处理。挂起状态和阻塞状态的区别：只有人为干预，才能让挂起状态的进程继续执行，而阻塞状态的进程可以自动转入执行状态。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)操作系统的需要。(5)对换的需要进程状态的转换活动就绪readya→静止就绪readys。(2)活动阻塞blockeda→静止阻塞blockeds。(3)静止就绪readys→活动就绪readya。(4)静止阻塞blockeds→活动阻塞