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1、第二章进程的描述与控制2.1前趋图和程序执行2.2进程的描述2.3进程控制2.4进程同步2.5经典进程的同步问题2.6进程通信2.7线程的基本概念2.8线程的实现2.1.1前趋图前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无循环图，记为DAG(DirectedAcyclicGraph)，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(PartialOrder)或前趋关系(PrecedenceRelation)“→”。→={(Pi,Pj)
2、PimustcompletebeforePjm
3、aystart},如果(Pi,Pj)∈→,可写成Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，而称Pj是Pi的直接后继。在前趋图中，把没有前趋的结点称为初始结点(InitialNode)，把没有后继的结点称为终止结点(FinalNode)。每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示该结点所含有的程序量或结点的执行时间。Ii→Ci→Pi和S1→S2→S3图2-2前趋图对于图2-2(a)所示的前趋图，存在下述前趋关系：P1→P2,P1→P3,P1→P4,P2→P5,P3→P5,P4→P6,P4→P7,P5→P8,P6→P8,P7→P9,P8→P9或表示为：P={P1,P2,P3,P4
4、,P5,P6,P7,P8,P9}→={(P1,P2),(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2-2(b)中却有着下述的前趋关系：S2→S3,S3→S22.1.2程序顺序执行1．程序的顺序执行例子：S1：a：＝x+y；S2：b：＝a-5；S3：c：＝b+1；2．程序顺序执行时的特征（1）顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。（2）封闭性：程序运行时独占全机资源，程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素影响。
5、（3）可再现性：只要程序执行时的环境和初始条件相同，都将获得相同的结果。（不论它是从头到尾不停顿地执行，还是“停停走走”地执行）2.1.3程序的并发执行1.程序的并发执行图2-3并发执行时的前趋图一个作业由输入程序、计算程序、打印程序组成。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。对于具有下述四条语句的程序段：S1:a∶=x+2S2:b∶=y+4S3:c∶=a+bS4:d∶=c+b图2-4四条语句的前趋关系2.程序并发执行时的特征间断性
6、程序并发执行是，由于共享系统资源，这些程序形成相互制约的关系，具有“执行-暂停-执行”特征。2)失去封闭性程序并发执行时，多个程序共享系统资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，从而导致程序的运行失去封闭性。3)不可再现性程序并发执行，由于失去了封闭性，从而也失去了可再现性。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。2.程序并发执行时的特征程序A和B以不同的速度运行出现的情况：1、N=N+1，在Print（N）和N=0之前执
7、行，即执行次序：N=N+1n+1Print（N）n+1N=002、N=N+1，在Print和N=0之后执行，即执行次序：Print（N）nN=00N=N+113、N=N+1，在Print和N=0之间执行，即执行次序：Print（N）nN=N+1n+1N=00彩色的为执行结果，各不相同作业1在Linux操作系统中实现上页中例子，运行多次，每次的结果有什么不同？2.2进程的描述2.2.1进程的定义和特征1.典型的进程定义有：（1）进程是程序的一次执行。（2）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。（3）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
8、度的一个独立单位。2.2进程的描述2.进程的结构为使程序（含数据）能独立运行，应为之配置一进程控制块，即PCB；而由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体。所谓创建进程，实质上是创建进程实体中的PCB；而撤消进程，实质上是撤消进程的PCB。三个进程同时驻留内存三个进程交替执行进程A调度程序进程B调度程序进程C3.进程的特征1）动态性进程的实质是进程实体的一次执行过程，因此，动态性是进程的最基本的特征。动态性表现：“它由创建而产生，由调度而执行，由撤消而消亡”。可见，进程实体有一定的生命期。程
