第二章 -操作系统 进程,线程ppt课件.ppt

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1、第2章进程和线程内容提要：2.1进程概念2.2进程的状态和组成2.3进程管理2.4线程2.1进程概念2.1.1多道程序设计1．顺序程序活动的特点顺序性封闭性可再现性2．多道程序设计2.1.1多道程序设计3．程序并发执行的特征①失去封闭性。②程序与计算不再一一对应。③并发程序在执行期间相互制约。2.1.2进程概念1．引入：用程序这个静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。2．进程概念进程最根本的属性是动态性和并发性。进程定义为：程序在并发环境中的执行过程2.1.2进程概念进程和程序的区别：（1）动态性（2）并发性（3）非对应

2、性（4）异步性2.1.2进程概念3．进程的基本特征（1）动态性（2）并发性（3）调度性2.2进程的状态和组成2.2.1进程的状态及其转换1．进程的基本状态运行状态（Running）就绪状态（Ready）阻塞状态（Blocked新建状态（New）终止状态（Terminated）运行状态就绪状态阻塞状态等待某事件发生（如等待I/O）所等待事件发生（如I/O完成）分到CPU时间片到2．进程状态的转换图2-2进程的5种基本状态及其转换2.2.2进程描述1．进程映像进程映像由它的（用户）地址空间内容、硬件寄存器内容和与该进程有关的核心数据结构组成

3、。图2-3进程映像模型2.2.2进程描述2．进程控制块的组成进程控制块（PCB）有时也称进程描述块（ProcessDescriptor），它是进程组成中最关键的部分，其中含有进程的描述信息和控制信息，是进程动态特性的集中反映，是系统对进程施行识别和控制的依据。进程控制块的组成进程名特征信息进程状态信息调度优先权通信信息现场保护区资源需求进程实体信息族系关系其他信息2.2.2进程描述3．进程控制块的作用每个进程有惟一的进程控制块2.2.3进程队列1．线性方式图2-4PCB线性队列示意图2.2.3进程队列2．链接方式图2-5PCB链接队列示

4、意图图2-6PCB索引结构示意图2.2.3进程队列3．索引方式2.3进程管理2.3.1进程图进程图（ProcessGraph）是描述进程族系关系的有向树图2-7进程创建的层次关系2.3.2进程创建引发创建进程的事件通常是调度新的批作业，交互式用户登录，操作系统提供服务和现有进程派生新进程。创建新进程时要执行创建进程的系统调用（如UNIX/Linux系统中的fork），其主要操作过程有如下四步：（1）申请一个空闲的PCB（2）为新进程分配资源（3）将新进程的PCB初始化（4）将新进程加到就绪队列中下面这个C程序展示了UNIX系统中父进程创

5、建子进程及各自分开活动的情况#includevoidmain(intargc,char*argv[]){intpid;/*forkanotherprocess*/pid=fork();if(pid<0){/*erroroccurred*/fprintf(stderr,"ForkFailed");exit(-1);}elseif(pid==0){/*childprocess*/execlp("/bin/ls","ls",NULL);}else{/*parentprocess*//*parentwillwaitforthe

6、childtocomplete*/wait(NULL);printf("ChildComplete");exit(0);}}2.3.3进程终止（1）正常终止（2）异常终止（3）外部干扰2.3.3进程终止终止进程的主要操作过程如下：找到指定进程的PCB终止该进程的运行回收该进程所占用的全部资源终止其所有子孙进程，回收它们所占用的全部资源。将被终止进程的PCB从原来队列中摘走2.3.4进程阻塞进程阻塞的过程如下：立即停止当前进程的执行现行进程的CPU现场保存现行状态由“运行”改为“阻塞”转到进程调度程序2.3.5进程唤醒唤醒原语执行过程如下

7、：①把阻塞进程从相应的阻塞队列中摘下。②将现行状态改为就绪状态，然后把该进程插入就绪队列中。③如果被唤醒的进程比当前运行进程的优先级更高，则设置重新调度标志。2.4线程2.4.1线程概念现代操作系统中，进程只作为资源拥有者，而调度和运行的属性赋予新的实体——线程。线程（Thread）是进程中实施调度和分派的基本单位2.4.1线程概念1．线程的组成每个线程有一个thread结构，即线程控制块，用于保存自己私有的信息，主要由以下4个基本部分组成：图2-8thread结构示意图2.4.1线程概念线程必须在某个进程内执行一个进程可以包含一个线程

8、或多个线程图2-9单线程和多线程的进程模型2.4.1线程概念2．线程的状态运行状态：就绪状态：阻塞状态：终止状态：2.4.1线程概念3．线程的管理线程创建线程终止线程等待线程让权2.4.1线程概念4．线程和