操作系统课件 第2章 进程

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1、第二章进程管理第一节：进程的概念前趋图：是一个有向无循环图。前趋图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，乃至一条语句；结点间的有向边则用于表示两个结点之间存在的偏序或前趋关系“→”。节点图2－1(a)中存在着这样的前趋关系：P1→P2,P1→P3,P1→P4,P2→P5,P3→P5,P4→P6,P4→P7,P5→P8,P6→P8,P7→P9,P8→P9图2-1前趋图或表示为：P={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9}→={(P1,P2),(

2、P1,P3),(P1,P4),(P2,P5),(P3,P5),(P4,P6),(P4,P7),(P5,P8),(P6,P8),(P7,P9),(P8,P9)}应当注意，前趋图中必须不存在循环，但在图2-1(b)中却有着下述的前趋关系：S2→S3,S3→S2图2-1前趋图1、程序的顺序执行图2-2程序的顺序执行S1:a∶=x+y;S2:b∶=a-5;S3:c∶=b+1;试想S1、S2、S3三条语句以何顺序执行？1、程序的顺序执行程序顺序执行时的特征顺序性：(2)封闭性(运行时候独占处理机

3、资源，运行结果不受外界影响)－程序可再现性：(3)可再现性(初始条件相同，结果相同)2、程序的并发执行及其特征2、程序的并发执行及其特征2.1程序的并发执行图2-3并发执行时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。如何实现并发执行？对于具有下述四条语句的程序段：S1:a∶=x+2S2:b∶=y+4S3:c∶=a+bS4:d∶=c+b请画出

4、前趋关系图。2.2程序并发执行时的特征间断性(相互制约性)－后面的模块等待前面的模块传来的结果，然后才执行（如打印模块等待计算模块完成）。走走停停。失去封闭性：多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，致使程序的运行已失去了封闭性。结果是一个程序运行时会受到另一个程序的影响。不可再现性：程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致失去其可再现性下面看个小例子：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

5、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。结论：程序在并发执行时，由于失去了封闭性，其计算结果已经和并发执行速度有关，从而使程序失去了可再现性，亦即，程序经过多次执行后，虽然他们执行时的环境和初始条

6、件相同，但得到的结果却不相同。顺序执行:并发执行：程序具有封闭性程序失去封闭性独享资源共享资源(互为存在条件)可再现性程序与“计算”不再一一对应有相互制约3、进程(Process)3.1较典型的进程定义有：进程是程序的一次执行。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。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。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。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

7、；3.2进程的组成：进程的实体由：程序段、数据段、进程控制块PCB组成。有人把这三部分称为”进程映像”.通常的程序是不能并发执行的,为使程序能并发执行,应为之配置一进程控制块,即PCB;所谓创建进程是指创建进程实体中的PCB，撤销亦如此。1)结构化特征：含代码段、数据段和核心段（在地址空间中）2)动态性：进程的实质是进程实体的一次执行过程，动态性是进程的最基本特征。3)并发性:指多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行，它是进程的重要特征，也是操作系统的重要特征。4)独立性:各进程的地

8、址空间相互独立，除非采用进程间通信手段；5)异步性:这是指进程按各自独立的，不可预知的速度向前推进。导致程序执行的不可再现性3.3进程的特征：1)程序是静态的，进程是动态的;（是根本区别）程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。2)进程和程序不是一一对应的;一个程序可对应多个进程,即多个进程可执行同一程序;一个进程可以执行一个或几个程序3)进程是暂时的，程序的永久的：进程是一个状态变化的过程，程序可长久保存。4)进程与程序的组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程控制块（即进程状态