计算机软件技术基础 第8章 处理器管理课件.ppt

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1、第八章处理器管理本章基本内容与要求基本内容作业的概念进程的概念进程状态及进程控制处理机调度进程的同步和互斥死锁问题要求掌握进程的概念及作用掌握进程的控制与调度方法掌握进程的同步与互斥、P、V操作掌握死锁的概念和死锁的解决方法宏观上，解决用户作业何时进入系统运行；微观上，是哪个进程占用CPU的问题目标是让各道程序能协调一致地运行第一节作业的概念一、作业的定义二、作业的组成三、作业的状态一、作业的定义作业是用户在一次算题过程中或一个事务处理中要求计算机系统所做的工作的集合。作业可分若干作业步二、作业的组成作业由程序、数据和

2、作业说明书组成。系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作，并建立作业控制块（JCB）三、作业的状态1）提交状态用户通过终端键盘将作业输入，其作业所处的状态为提交状态。2）收容状态作业的全部信息已输入外存储器中并建立JCB表，等待运行，又称后备状态。3）执行状态作业被调度程序选中后就给它分配必要的资源，并按照作业步的顺序，依次为每个作业步建立对应的主进程，然后将其提交给进程管理模块，由进程调度程序管理并调度执行。4）完成状态作业执行完毕或出错而中途停止，释放其占用的全部资源，准备退出系统。第二节进程的概念

3、一、引入进程概念的原因二、进程定义三、进程与程序的区别四、作业和进程的关系单道程序系统下的程序执行具有顺序性、资源独占性（封闭性）、确定性（可再现性）特点。一、引入进程概念的原因多道程序系统中程序执行出现新特点：相互制约性、随机性、资源共享。因而：用程序这个静态的概念来申请使用系统资源已经不合适；一个程序段或程序，可能对应多个“计算”，程序与“计算”已不具有一一对应关系。进程是一个可并发执行的程序在一个数据集上的一次执行过程。它是系统分配资源的基本单位。进程的静态描述：进程控制块PCB、有关程序段、该程序段操作的数据集。

4、PCB的内容主要包括：进程描述信息、控制信息、资源管理信息、现场信息等。二、进程定义三、进程与程序的区别1）进程是一个动态的概念，是执行程序的动态过程。而程序是一个静态的概念，是进程运行的静态文本。2）进程能真实地描述并发执行，且具有并发性，而程序没有。3）一个进程可以执行一个或多个程序。反之，同一程序也可能由多个进程同时执行。4）程序可以作为一种软件资源长期保持，而进程则是程序的一次执行过程，它不具有存储性。四、作业与进程的关系1）作业是用户向计算机提交任务的任务实体，而进程是完成用户任务的执行实体；2）一个作业可由多

5、个进程组成，且必须至少有一个进程；3）作业的概念主要用在批处理系统中，而进程的概念则几乎用在所有多道系统中。第三节进程状态及进程控制一、进程状态二、进程控制进程的基本状态：就绪：获得了除CPU之外的全部资源。执行：被调度程序选中，使用CPU。（获得全部资源）等待：等待某个事件的发生或受到某种制约。一、进程状态进程的状态转换二、进程控制通过原语实现。原语是由若干多机器指令构成的完成某种特定功能的程序段，其执行过程具有不可分割性。创建原语阻塞原语运行态→阻塞态唤醒原语阻塞态→就绪态撤销原语第四节处理器调度一、高级调度（作业调

6、度、宏观调度）二、中级调度（交互调度）三、低级调度（进程调度、微观调度）一、高级调度1、功能按照一定的调度算法对外存上处于后备状态的作业进行选择；给选中的作业分配内存、输入输出设备等必要的资源，并建立相应的进程；作业运行完毕时，回收该作业占用的资源，输出必要的信息，撤销该作业的JCB与相应的进程。2、调度时机设m为系统支持的在主机上运行的最大作业数，n为在主机上运行的当前作业数。若n

7、互会话被核准其注册的登录作业名及其口令后，立即启动调度。3、常用的调度算法先来先服务法FCFS：将用户作业按提交的顺序排成队列。最短作业优先法SF：选择估计运行时间短的作业投入运行。最高优先级法HPF：优先级高者优先调度。最高响应比优先法HRN：同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短，从中选出响应比最高的作业投入运行。二、中级调度主要任务是按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的那些重新具备运行条件的就绪进程调入内存，或将内存中处于阻塞状态的进程交换到外存交换区。三、低级调度1、功能记录系统中所有进程的

8、执行情况；按照某种调度算法从就绪进程队列中挑选一个进程，将它移出就绪队列并置成执行态；进行进程上下文切换，启动CPU执行该进程；当进程需要放弃使用CPU时，收回CPU，将CPU有关寄存器的内容送入该进程的进程控制块内的相应单元，从而使该进程让出CPU。2、调度时机进程被阻塞时间片到有更高优先级的进程要占用CPU3、常