《进程和线程》PPT课件

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1、第2章进程管理本章内容提要什么是进程进程的状态和组成进程间的同步与互斥进程通信对进程的管理线程和管程概念死锁概念2.1进程概念2.1.1程序顺序执行的特征■顺序程序设计■顺序程序活动特点●顺序性●封闭性●可再现性2.1.2程序并发执行及其特征■程序并发执行概念▲非多道技术下作业执行过程▲多道技术下作业执行过程●作业吞吐量是指在给定时间间隔内所完成作业的数量■程序并发执行的特征①失去封闭性②程序与计算不再一一对应③并发程序在执行期间相互制约2.1.3进程概念的引入和定义■引入进程概念多道程序并发执行所引发的一系列新情况，必须引入新的概念来描述程序动态执行过程的性质。■进程概念定义

2、定义：程序在并发环境中的执行过程●进程最根本的属性是动态性和并发性“进程”是操作系统的最基本、最重要的概念之一。这是对正在运行程序的一个抽象。但还没有形成统一的定义。★生活中事例——按菜谱做菜●进程和程序的区别动态性并发性非对应性异步性■进程特征（1）动态性（2）并发性（3）调度性（4）异步性（5）结构性2.2进程状态描述及组织方式2.2.1进程的状态及其转换■进程的状态三种基本状态●运行状态（Running）●就绪状态（Ready）●阻塞状态（Blocked）进程的5种状态及其转换■进程状态的转换（1）就绪→运行（2）运行→阻塞（3）阻塞→就绪（4）运行→就绪2.2.2进程的组

3、成1．进程映像进程映像通常就由程序、数据集合、栈和PCB等4部分组成进程映像模型进程描述2．进程控制块的组成进程控制块（PCB）也称进程描述块（ProcessDescriptor），它是进程组成中最关键的部分，其中含有进程的描述信息和控制信息，是进程动态特性的集中反映，是系统对进程施行识别和控制的依据。★进程控制块一般应包括如下内容：进程名特征信息进程状态信息调度优先权通信信息现场保护区资源需求、分配和控制方面的信息进程实体信息族系关系其它信息3．进程控制块的作用每个进程有惟一的进程控制块操作系统根据PCB对进程实施控制和管理进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的PCB是进

4、程存在的唯一标识2.2.3进程组织方式1．线性方式PCB线性队列示意图进程队列2．链接方式PCB链接队列示意图PCB索引结构示意图3．索引方式进程队列2.3进程管理和有关命令2.3.1进程图和进程管理■进程图（ProcessGraph）是描述进程族系关系的有向树进程创建的层次关系■进程创建引发创建进程的事件：▲调度新作业▲用户登录▲操作系统提供特定服务▲派生新进程●创建新进程时要执行创建进程的系统调用（如UNIX/Linux系统中的fork）●其主要操作过程有如下四步：（1）申请一个空闲的PCB（2）为新进程分配资源（3）将新进程的PCB初始化（4）将新进程加到就绪队列中#inc

5、lude#include#includeintmain(intargc,char*argv[]){intpid;pid=fork();/*forkanotherprocess*/if(pid<0){/*erroroccurred*/fprintf(stderr,"ForkFailed");exit(-1);}elseif(pid==0){/*childprocess*/execlp("/bin/ls","ls",NULL);}else{/*parentprocess*/wait(NULL);/*parentwillw

6、aitforthechildtocomplete*/printf("ChildComplete");exit(0);}}■进程终止●导致进程终止的三种情况：正常终止异常终止外部干扰●终止进程的主要操作过程如下：找到指定进程的PCB，终止该进程的运行回收该进程所占用的全部资源终止其所有子孙进程，回收它们所占用的全部资源。将被终止进程的PCB从原来队列中摘走■进程阻塞进程阻塞的过程如下：立即停止当前进程的执行现行进程的CPU现场保存现行状态由“运行”改为“阻塞”转到进程调度程序■进程唤醒唤醒原语执行过程如下：把阻塞进程从相应的阻塞队列中摘下将现行状态改为就绪状态，然后把该进程插入就绪

7、队列中如果被唤醒的进程比当前运行进程的优先级更高，则设置重新调度标志■进程映像的更换改变进程映像的工作很复杂，其主要过程是：释放子进程原来的程序和数据所占用的内存空间；从磁盘上找出子进程所要执行的程序和数据（通常以可执行文件的形式存放）；分配内存空间，装入新的程序和数据；为子进程建立初始的运行环境——主要是对各个寄存器初始化，返回到用户态，运行该进程的程序。2.3.2Linux进程管理■Linux进程状态Linux进程状态的变化■进程的模式和类型用户进程的两种运行模式进程划分为两