2进程的描述和控制

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1、第二单元进程的描述和控制1）进程为什么很重要？程序不能独立运行，作为资源分配和独立运行的单位是进程.操作系统的四人特征也都是基于进程形成的。2）程序的顺序执行及其特征特性：顺序性，封闭性，可再现性。3）前趋图直接前趋，直接后继，初始结点，终止结点，重量或权值4）程序的并发执行及其特征特性：间断性，失去封闭性，不可再现性。5）为什么引入进程？程序的并发执行，失去了封闭性和再现性，程序无意义。为了对并发执行的程序加以描述和控制，引入了“进程”6）进程的定义谜程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位7）进程的特征:1）结构特征2）动态性3）并发

2、性4）独立性5）异步性8）进程实体由程序段、数据段、进程控制块（PCB）构成。9）进程与程序的主要区别：*程序是指令的集合,本身没有任何运行的含义，是一个静态概念:而进程是程序在处理机上的一次执行过程，是一个动态概念。*程序的存在是永久的;而进程是有生命期的,它因创建而产生，因调度而执行，因缺少资源而暂停，因撤消而消亡。*程序仅是指令的有序集合;而进程则由程序段、数据段、进程控制块组成。*进程与程序之间不是一一对应的,即同一程序可同时运行于若干个不同的数据集合上，它将属于不同的进程；i多个程序。10）进程的三种基本状态：运行、就绪和阻塞11）线程与进程的比较：

3、[p77]调度的基本单位，并发性，拥有资源，独立性，系统开销，支持多处理机系统。12）引起进程堵塞或被唤醒的事件:*向系统亲求共享资源失败；*等待某种操作的完成；*新数据尚未到达；*等待新任务的到达；13)进程控制：是进程管理中的最基木的功能，主耍包括创建新进程，终止已完成的进程，将因发生异常情况而无法继续运行的进程置于堵塞状态，负责进程运行中的状态转换等功能。14)引入挂起状态的原因终端用户的请求：用户发现可疑处，耍暂停。父进程请求:父进程要挂起子进程负荷调节的需要系统负载过重操作系统的需要检查资源使用情况15)PCB的作用和特点PCB是操作系统中最重要的数

4、据结构，是进程存在的唯一标志；13)PCB中的信息14)PCB的组织方式：链接方式、索引方式15)进程控制：系统态和用户态，原语(Primitive)16)信号量机制原子操作：wait(S)和signal⑸来访问。这两个操作一般被分别称为P、V操作。wait(S)—P(-1)Signal(S)-■…V-—(+1)1］整型信号量：未遵循“让权等待”的准则；进程可能处于“忙等”的状态。2］记录型信号量机制：整型变量value：代表资源数目；进程链表指针L：链接等待该资源的进程。31AND型信号量(多个不同类型的资源)：(1)将进程所有资源，一次性地全部分配给进程或

5、者回收。(2)采取原了操作方式：要么全部分配到进程，要么一个也不分配。4］信号量集(多个同类型资源)一般“信号量集”的几种特殊情况：(1)Swait(S,d,d)o此时在信号量集中只有一个信号量S,但允许它每次申请d个资源，当现有资源数少于d吋，不予分配。(2)Swait(S,1,l)o此时的信号量集已蜕化为一般的记录型信号量(S>1时)或互斥信号量(S二1时)。(3)Swait(S,1,0)。这是一种很特殊且很有用的信号量操作。当S21时，允许多个进程进入某特定区；当S变为0后，将阻止任何进程进入特定区。换言之，它相当于一个可控开关。9)利用信号量实现前趋关

6、系10)管程机制1)信号量可能存在的问题：临界区的执行分散在各进程中，不便于系统控制和管理。很难发现和纠正分散在用户程序中的对同步原语的错误使用。1)解决问题的可能措施：把分散的各同类临界资源集中起来，统一管理。为每个共享资源设立一个专门程序，來统一管理各进程对资源的访问。3）达到的可能结果：既便于系统管理共享资源，又能保证互斥访问。11）管程的基本思想：A）系统中各种硬件资源和软件资源，均采用数据结构加以抽象的描述，即用少量信息和对该资源所执行的操作来表征资源，而忽略它们的内部结构和实现细节。B）资源管理程序可用对该数据结构进行操作的一组过程表示，并实现对资

7、源的管理。12）管程的定义：把表征某种资源的一个数据结构和实现资源管理的相关过程一并称为管程。即：-个管程定义了-綿軀巒敵-组操作，这组操作能同步进程和改变（术亡丁严据。口一组操作过13）管程的组成:14）条件变量：X.signal操作的作用是重新启动一个被阻塞的进程。假如没有阻塞进程，则不起作用。X.signal与信号量机制中的signal操作不同。1）管程的定义：把表征某种资源的一个数据结构和实现资源管理的相关过程一并称为管程。进入队列厶即：一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组2）管程的组成:•组操作过稈操作，这组操作能同步进程和改变管程中

8、的数捷条件（不忙）队列3）条件变量：X