华工软件基础第3章_操作系统_第3节_进程及进程管理ppt课件.ppt

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1、第3节进程及进程管理本节学习内容与要求：1.理解和掌握程序的顺序执行和并发执行概念；2.理解和掌握进程的概念（与程序的区别）；理解进程控制块(PCB)的概念及作用；3.学习和掌握进程的互斥与同步概念及其实现；4.学习和了解进程通信的基本方式；5.学习和理解线程的概念；6.学习和理解死锁的概念及处理方法。11）程序的顺序执行程序顺序执行的特征顺序性：顺序程序的各个操作是顺序执行的。封闭性：程序一旦开始执行，其计算结果不受外界因素的影响。可再现性：初始条件不变的情况下，程序多次执行的结果一样。一个计算过程通常由若干个简单的操作所组成，如果这些操作必须按

2、某种先后次序来执行，那么这样一类计算过程称为程序的顺序执行过程，这类程序称为顺序程序。1.程序的顺序执行和并发执行2I1输入设备处理机打印机I2C1I3C2P1C3P2t1t2t3t4t7t5t6t8P3t9单道程序顺序执行时的先后次序图作业1作业2作业332）程序的并发执行若干个程序段同时在系统中运行，这些程序段的执行在时间上是重迭的，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，称为程序的并发执行。并发执行的可行性：计算机中存在多个物理部件，因此允许不同程序段的多个操作在不同部件上同时进行，例如CPU的计算、键盘输入、打印机打印等同时进

3、行。单机系统中的多个应用程序的并发活动。并发程序的描述方式：cobeginS1;S2;…;Sn;coend表示程序段S1，S2，…，Sn可以并发执行。4I1P3输入设备处理机打印机I2C1I3C2P1C3P2t1t2t3t4t5多道程序并发执行时的先后次序图5程序并发执行的特征：失去了程序的封闭性和可再现性程序与计算不再一对应：同一程序可被多个任务共享程序并发执行的相互制约（协同操作）main(){intn=0;cobeginp1:while(A的任务未完成){…;n++;…;}p2:while(B的任务未完成){…;printf(＂NIS%d＼n

4、＂,n);n=0;…;}coend…;}问题：这个程序的执行可能产生哪些结果？例：共享变量n的两个程序段并发执行的算法。程序执行结果与执行顺序有关！6并发vs.并行并发：concurrent多个任务宏观上同时，微观上“交替执行”(交替占有CPU)，不要求有多个处理器（CPU）。多道程序设计技术并行：parallel多个任务微观上同时执行(同时占有不同CPU)，要求有多个处理器。“并行计算机”、“并行算法”7多道程序系统中程序的活动规律：推进，暂停，推进，暂停，…….推进：获得处理机（包括恢复现场）暂停：保存现场(断点，寄存器），交出处理机暂停原因：

5、(1)自身原因：等待资源，启动IO等(2)被剥夺CPU—给其它程序运行机会2.“进程”概念的引入“程序”这一概念无法反映并发程序在执行过程中的活动规律及状态变化。因此引入“进程”这一概念来描述程序的执行过程，以便从变化的角度动态地分析研究并发程序的活动。8可参与并发执行的程序称为进程。进程是可以和其它计算并发执行的一个计算。进程是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。所谓进程，就是一个程序在给定活动空间和初始环境下，在一个处理机上的执行过程。定义强调两个方面：动态性：处于执行过程中的程序;并发性：可与其他进程同时执行。进程的定义：9

6、讨论：进程和程序这两个概念有什么区别？程序静态的概念不是独立的运行单位不是资源竞争的基本单位一个程序可对应多个进程类似于乐曲与乐曲的一次演奏之间的关系。进程动态的概念独立的运行单位，能并行活动是处理机调度、竞争资源的基本单位不同的进程可以对应同一程序从微观上看，多个进程轮换占有处理机；从宏观上看，多个进程是并发运行的。从局部看，每个进程是按其程序串行进行的，从整体看，多个进程是并发进行的。103.1进程的基本状态及状态变迁（1）进程的三种基本状态就绪状态(ready)——存在于处理机调度队列中的那些进程，它们已经准备就绪，一旦得到CPU，就可以立即

7、运行，这些进程所处的状态称为就绪状态。运行状态(running)——当进程得到处理机控制权时，它的程序正在处理机上运行，该进程所处的状态为运行状态。等待状态(wait)——若一个进程因等待着某一事件发生（如等待输入输出操作的完成）而暂时停止执行，这时，即使给它CPU时间，它也无法执行，则称该进程处于等待状态（又可称为阻塞状态或挂起状态）。11（2）进程状态的变迁及原因进程随着自身的推进和外界条件的变化而从一个状态变换为另一个状态称为状态变迁。状态变迁及引发原因就绪运行：进程获得处理机(进程调度)运行就绪：进程被剥夺处理机(时间片、优先级)运行

8、等待：进程申请资源未得到，请求服务(启动IO)等待就绪：进程得到资源，服务得到响应(IO结束)运行等待就绪服务请求(请求