华科电信系操作系统教学教案Chapter3.ppt

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1、第三章进程管理掌握多道程序系统的特点进程的引入和定义进程的状态及状态变迁进程的描述：PCB了解进程的控制1、进程的引入进程的概念是操作系统中最基本、最重要的概念。它是在多道程序系统出现以后，为了刻画系统内部出现的情况，描述系统内部各作业的活动规律而引进的一个新概念，它是对程序的抽象。多道程序系统的特点并行性在主存中同时存放多道作业，充分利用系统资源。制约性各程序同时存在于主存，可能因为竞争同一资源（如处理器、外部设备）而相互制约。动态性各程序在系统中所处的状态在不变化。2、进程的概念定义：Process进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独

2、立单位。它对应处理机、存储器和外设等资源的分配和回收；引入多进程，提高了对硬件资源的利用率，但又带来额外的空间和时间开销，增加了OS的复杂性；进程与程序的区别进程是动态的，程序是静态的：程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。通常进程不可在计算机之间迁移；而程序通常对应着文件、静态和可以复制。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。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（即进程状态信息）。进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。进程的性质并行性：各进行按各自独立的，不可预知的速度并

3、发推进。并发和异步特性会导致程序执行的不可再现性。制约性：并发进程之间存在着制约性，在进行的关键点上需要相互等待或互通消息。动态性：进程是程序在数据集合上的一次执行过程，是动态概念；而程序是一组有序指令序列，是静态概念。进程有一个生命过程：创建、运行、等待等。进程具有动态的地址空间（数量和内容），地址空间上包括：代码（指令执行和CPU状态的改变）数据（变量的生成和赋值）系统控制信息（进程控制块的生成和删除）进程的性质结构性：包括数据集合和运行于其上的程序。代码段、数据段和核心段（在地址空间中）；程序文件中通常也划分了代码段和数据段，而核心段通常就是OS核心（由各个进程共享，包括各进程的P

4、CB）共享性：同一程序同时运行于不同数据集合上时，构成不同的进程。独立性：是系统中资源分配和保护的基本单位，也是系统调度的独立单位(单线程进程)。每个进程的地址空间相互独立，除非采用进程间通信手段；3、进程的状态运行状态（Running）：进程占有CPU，并在CPU上运行。处于此状态的进程的数目小于等于CPU的数目。在没有其他进程可以执行时（如所有进程都在阻塞状态），通常会自动执行系统的idle进程（相当于空操作）。就绪状态（Ready）：进程已获得除处理机外的所需资源，等待分配处理机资源；只要分配CPU就可执行。可以按多个优先级来划分队列，如：时间片用完－>低优，I/O完成－>中优，页

5、面调入完成－>高优等待状态（Blocked）：指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态（即使CPU空闲，该进程也不可运行）。等待的事件可以为：I/O操作或进程同步等。进程状态转换在进程运行过程中，由于进程自身进展情况及外界环境的变化，这三种基本状态可以依据一定的条件相互转换。就绪—运行运行—就绪运行—等待等待—就绪进程的状态转换运行就绪等待1、就绪—运行2、运行—就绪3、运行—等待4、等待—就绪进程转换就绪-->运行调度：调度程序选择一个新的进程运行该转换可以由其他转换引起运行-->就绪运行进程用完了时间片运行进程被中断，因为一高优先级进程处于就绪状态该转换可以引起

6、其他转换发生进程转换（续）运行-->等待当一进程必须等待某事件发生，OS尚未完成服务对一资源的访问尚不能进行初始化I/O且必须等待结果等待某一进程提供输入(IPC)可以引起其他转换发生等待-->就绪当所等待的事件发生时因果变迁如果一个状态变迁是由于另一个状态变迁引起的，则这两个变迁为因果变迁。思考下列说法是否对，为什么？（1）一个进程从运行状态变为就绪状态态，一定会引起另一个进程从就绪状态态变为运行状态。（2）一个进程从运行状态变为阻塞状态态，一定会引起另一进程从运行状态变为就绪状态。（3）一个进程从阻塞状态变为就绪状态，一定会引起另一个进程从就绪状态变为运行状态。三状态进程模型(单队列

7、结构)进程的挂起和解挂为了更好的管理和调度进程及适应系统的功能目标，许多系统都有“挂起”和“解挂”一个进程的功能，原因在于：系统有时可能出故障或某些功能受到破坏，需要暂时将系统中的进程挂起，以便故障消除后再恢复。用户在执行自己的作业过程中，要求挂起他的进程，以便进行某些检查和改正。系统中负载过重，资源相对不足，造成系统效率下降，需要挂起一部分进程以调整系统负荷具有挂起功能的进程状态变化事件发生挂起解除挂起时间片完成被调度挂起时间发生