操作系统进程管理 ppt课件.ppt

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1、课程主要内容操作系统引论（1章）进程管理（2-3章）存储管理（4章）设备管理（5章）文件管理（6章）操作系统接口（7章）Ch2-Ch3进程管理进程的基本概念与控制2.1进程的基本概念2.2进程控制2.6线程2.7UNIX中进程的描述与控制Ch2-Ch3进程管理进程同步与通信2.3进程同步2.4经典进程的同步问题2.5进程通信UNIX中进程的同步与通信调度与死锁（第3章）2.3进程同步进程同步是指对多个相关进程在执行次序上进行协调，它的目的是使系统中诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性；或系统中诸进程之间

2、在逻辑上的相互制约的关系（直接的-同步；间接的—互斥）用来实现同步的机制称为同步机制如：信号量机制、管程机制一.进程同步的基本概念1.两种形式的制约关系2.临界资源、临界区3.同步机制应遵循的规则二.信号量机制1.整型信号量2.记录型信号量3.AND型信号量集、一般信号量集三.信号量的应用1.信号量实现进程互斥2.信号量描述进程间的前趋关系2.3进程同步2.3.1进程同步的基本概念1、两种形式的制约关系直接制约关系：进程之间为了共同完成某项任务，或者协作完成，有意识彼此相互“交换信息”。如前分别将I、C和P都看成是进程(进程同步)间

3、接制约关系：进程之间通过竞争系统某些资源产生的关系称为间接制约关系，它们之间是通过某种“媒介”而产生了“关系”(进程互斥)间接制约关系示例：用户ACPU打印机(系统负责打印)打印请求CPU空闲用户B打印请求A打完A完成B打完CPU空闲B完成A打印B打印A进入等待打印完成阻塞队列B进入申请打印机阻塞队列A被唤醒从阻塞进入就绪队列,后投入运行;B分配打印机B被唤醒从阻塞进入就绪队列,后投入运行结束下一步下一步下一步下一步同步互斥进程-进程进程-资源-进程时间次序上受到某种限制竞争到某一物理资源时不允许进程工作相互清楚对方的存在及作用，

4、交换信息不一定清楚其进程情况往往指有几个进程共同完成一个任务往往指多个任务多个进程间通讯制约例：生产与消费之间，发送与接受之间，作者与读者之间，供者与用者之间例：交通十字路口，单轨火车的拨道岔同步与互斥的比较2.3.1进程同步的基本概念2、临界资源、临界区2.3.1进程同步的基本概念临界资源(criticalresource）系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源或互斥资源或共享变量（如打印机、磁带机等硬件资源）临界区（互斥区）：criticalsection在进程中涉及到临界资源的程序段叫临界区多个进程的临界

5、区称为相关临界区共享变量用一个简单生动的例子来说明一下：假设有一箱钱，假设有100元。A和B两个人同时从里面拿钱。简单来看，A拿了10元，扣掉10元，还有90元。B想直接那100元，发现不够，拿不了放弃。没错，对于现实世界，确实如此。对于计算机呢？并非如此！有一点需要认知的是，进程的调度是任意的，不可预知的，其推进速度也是未知的在计算机世界里，可能存在这样一种调度方式：A准备拿10元（够拿），调度到B，B准备拿100元，发现也够拿，又调度到A，A前面发现够拿，所以想当然的拿了10元，再调度到B，B之前也是够拿的，所以也拿了100。结

6、果呢？到底是不让B拿呢，还是钱变负了？为什么会这样？因为箱里的钱，对于A和B来说是共享的。我们说，进程之间因为使用共享资源而产生的约束关系是间接制约关系，也就是我们常说的“互斥”。进程的互斥（间接作用）…a:=a+1print(a)…P1互斥…a:=a-1print(a)…P2互斥…Ifa<0thena:=a+1elsea:=a-1…P3互斥2.3.1进程同步的基本概念程序段1共享变量程序段2程序段32.3.1进程同步的基本概念2.3.1进程同步的基本概念例：有两个进程A和B，它们共享一个变量x，且两个进程按以下方式对变量X进行访问

7、和修改:其中R1和R2为处理机中的两个寄存器。A与B均对X+1，即X+2。若按另一顺序对变量进行修改：结果x只加了1。A:R1=X;B:R2=X;A:R1=R1+1;X=R1;B:R2=R2+1;X=R2;A:R1=X;R1=R1+1;X=R1;B:R2=X;R2=R2+1;X=R2;（1）变量X必需按临界资源处理（2）每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区实现各进程互斥进入临界区进程须在临界区前面增加一段用于进行上述检查的代码，称为进入区(entrysection)。在临界区后面加上一段称为退出区(exitsection)的代

8、码While(1){进入区代码;临界区代码;退出区代码;其余代码;}2.3.1进程同步的基本概念2.3.1进程同步的基本概念要进入临界区的若干进程必须满足：（1）一次只允许一个进程进入临界区（2）任何时候，处于临界区的进程不得多于一个