操作系统第3章ppt课件.ppt

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1、1第三章、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3.1进程的概念一、程序的并发执行1、程序的顺序执行：具独立功能的程序独占CPU及其它资源，直至得到结果。特点：1）顺序性2）封闭性3）可再现性作业1作业2232、程序的并发执行：一组逻辑上独立的程序在执行过程中，其执行时间在客观上重叠，一个程序执行尚未结束，另一段程序即开始执行。（多道程序之间、一道程序的持续段之间）特点：1）失去封闭性2）不可再现性3）间断性41）并发执行的特点——失去封闭性由于多个程序共享资源，资源

2、的状态可由多个程序改变，一个程序的运行会受到其它程序的影响。例2：Proceduregetaddr(top)beginlocalrr=(top)top=top–1return(r)endProcedurereladdr(top)begintop=top+1(top)=blkend52）并发执行的特点——不可再现性beginintegerN=0;cobeginprogramA:begin。。。N=N+1;①gotoprogramAendprogramB:begin。。。print(N);②N=0;③gotoprogramBendcoendendN=n打印结果N值①②③n+

3、10②①③n0②③①n1结论：程序的执行结果与并发程序的执行速度和顺序有关，即便初始条件相同，也可能得到不同的结果。例3：63）并发执行的特点——间断性由于多个程序共享资源，或为完成一项任务相互合作，使并发程序之间形成相互制约关系，导致其“执行——暂停——执行”这种间断性活动规律。相邻语句可并发执行的Bernstein条件：（P39）例1：以下三个赋值语句哪两个之间可以并发执行：S1:a=x+yR(S1)={x,y}W(S1)={a}S2:b=z+1R(S2)={z}W(S2)={b}S3:c=a+bR(S3)={a,b}W(S3)={c}S1与S2可并发执行：R(S1

4、)∩W(S2)∪W(S1)∩R(S2)∪WR(S1)∩W(S2)={∮}S1与S3不能并发执行：W(S1)∩R(S3)={a}S2与S3不能并发执行：W(S2)∩R(S3)={b}38总结多道程序环境下程序的特征：并发性：外设-主机，外设-外设，程序-程序；制约性：共享资源、相互合作，相互牵制；动态性：走走停停、异步运行。“程序”概念的局限：程序是完成某个功能的指令的集合，静态的概念，无法反映程序运行的动态性运行在CPU上只有一个程序，对于多任务则无法反映并发性思考：今天借书和明天借书有何不同？上午踢球和下午踢球有何不同？张师傅和李师傅炒的回锅肉是否一样美味？9借书的程

5、序：11你的一天1、早餐2、上午上课3、午餐吃小炒4、图书馆借书5、打网球6、晚自习7、洗澡8、睡觉教务处安排时段和教室候时长短取决于时机书是否被借走？有场地？有搭档？冲突时安排顺序四年内的独占资源教室？图书馆？宿舍？食堂早上开门时段12宏观角度：学校各部门有序管理和分配资源共享—争夺资源：目标：公平、安全、高效实施：资源的分配策略管理机制（登记、时限、归还）前提：以个体或班级为管理对象实施动态的分配和管理用一个概念来描述：学生或班级进行某项活动的动态过程——13进程14微观角度：学生按需申请使用资源1、注册登记，分配基本资源；2、活动状态的记录和转换；3、进行一项活动

6、之前：A、是否具备参加的资格？（前提：别人的配合？自己的准备？）B、能否获得需要资源？（申请—等待—分配—使用—归还）4、活动的开展；5、结束后归还资源。进程的描述进程状态及管理进程同步进程互斥进程的执行进程的撤销15二、进程：1、定义：进程是一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。162、进程与程序的区别：173、进程与作业的区别：1）作业是用户向计算机提交的任务实体，提交后放在外存等待队列中；进程是完成用户任务的执行实体，是分配资源的基本单位，创建后部分存于内存。2

7、）作业由一个或多个进程组成。3）作业的概念主要用于批处理系统中；进程的概念主要用于多道程序系统中。183.2进程的描述程序部分：描述进程的功能数据结构集：执行时的工作区和操作对象进程控制块：描述进程的情况和控制其运行所需的信息一、进程控制块PCB1、基本内容：描述信息、控制信息、资源信息、CPU现场保护区2、系统根据PCB感知进程的存在，是进程存在的唯一标志，是进程动态特征的集中反映，常驻内存PCB区。3、组织方式：1）链接队列2）索引表19进程控制块PCB主要内容进程标识符家族关系现行状态互斥和同步机构进程通信机构进程优先数链接字程序与