第3章 操作系统 进程管理ppt课件.ppt

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1、第3章进程管理3.1进程的概念3.2进程的描述3.3进程状态及其转换3.4进程控制3.5进程互斥3.6进程同步3.7进程通信3.8死锁问题3.9线程的概念3.1进程的概念现代操作系统的重要特点程序的并发执行系统所拥有的资源被共享系统的用户随机地使用。引入进程(process)概念3.1.1程序的并发执行1.程序程序是一个在时间上按严格次序前后相继的操作序列，是一个静态的概念。2.程序的顺序执行特征：顺序性、封闭性、可再现性I1C1P1I2C2P2语句1语句2语句3语句4语句53.多道程序系统中程序执行环境的变化

2、特点：(1)独立性每道程序都是逻辑上独立的，它们之间不存在逻辑上的制约关系。(2)随机性在多道程序环境下，特别是在多用户环境下，程序和数据的输入与执行开始时间都是随机的。(3)资源共享资源共享将导致对进程执行速度的制约。3.程序的并发执行(concurrent)(1)概念一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。并发的类型程序之间程序段之间并发执行时的特征间断性、失去封闭性、不可再现性可以将并发执行过程描述为

3、：S0CobeginP1；P2；...PnCoendSn这里，S0，Sn分别表示并发程序段P1，P2，…，Pn开始执行前和并发执行结束后的语句。P1，P2，…，Pn也可以由同一程序段中的不同语句组成。(2)程序的并发执行所带来的影响间断性：程序在并发执行时，由于它们共享资源或为完成同一项任务而相互合作，使在并发程序之间形成了相互制约的关系。相互制约将导致并发程序具有“执行-暂停-执行”这种间断性活动规律。失去封闭性：程序在并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，致使程序

4、的运行已失去了封闭性。不可再现性：程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致失去结果的可再现性。即程序经过多次运行，虽然其各次的环境和初始条件相同，但得到的结果却各不相同。例：设有堆栈S，栈指针top，栈中存放内存中相应数据块地址（如图3.1(a)）设有两个程序段getaddr(top)和reladdr(blk)，其中getaddr(top)从给定的top所指栈中取出相应的内存数据块地址，而reladdr(blk)则将内存数据块地址blk放入堆栈S中。getaddr(top)和reladdr(blk)可分别描

5、述为：proceduregetaddr(top)beginlocalrr←(top)top←top-1return(r)endprocedurereladdr(blk)begintop←top+1(top)←blkend说明问题：在某些情况下，程序的并发执行使得其执行结果不再具有封闭性和可再现性，且可能造成程序出现错误。原因:上例中的程序段并发执行出现错误结果是由于两程序段共享资源堆栈S，从而使得执行结果受执行速度影响。结论:并发执行的各程序段共享软、硬件资源造成其执行结果受执行速度影响的局面。采取措施:操作

6、系统用户随机性与各道程序逻辑独立的特点使得每个用户程序所使用的软、硬件资源都受到其他并发程序的共享和竞争，从而得到非预料的或不正确的结果。为了控制和协调各程序段执行过程中的软、硬件资源的共享和竞争，显然，必须应该有一个描述各程序段执行过程和共享资源的基本单位。程序的顺序性、静态性以及孤立性程序段执行的并发性、用户随机性，以及资源共享用程序作为描述其执行过程以及共享资源的基本单位是不合适的。引入进程（或任务）。3.1.2进程的定义进程的概念是60年代初期，首先在MIT的Multics系统和IBM的TSS/360

7、系统中引用的。进程的定义:(1)进程是可以并行执行的计算部分（S.E.Madnick，J.T.Donovan）；(2)进程是一个独立的可以调度的活动（E.Cohen，D.Jofferson）；(3)进程是一抽象实体，当它执行某个任务时，将要分配和释放各种资源（P.Denning）；(4)行为的规则叫程序，程序在处理机上执行时的活动称为进程（E.W.Dijkstra）；(5)一个进程是一系列逐一执行的操作，而操作的确切含义则有赖于以何种详尽程度来描述进程（BrinchHansen），等等。总结进程：一个具有独立功

8、能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程和分配资源的基本单位。这里，程序指一组操作序列，而数据集则是接受程序规定操作的一组存储单元的内容。进程和程序的区别和关系：进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念。进程具有并行特征，而程序没有。进程是竞争计算机系统资源的基本单位，从而其并行性受到系统自己的制约。不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据集不同。作业和进程的关系1.作业是