操作系统原理第二章进程管理-精品文档122页

能由相应的单个程序完成。
操 作
例1：有一批程序，而每个程序需输入，计算，
系
打印三项操作。其程序段并发执行的前趋图:
统
|
I1 → I2 → I3 → I4 →
进
程
↘↘↘↘
管
理
C1 → C2 → C3 → C4 →
7
↘↘↘↘
CUIT 叶斌
P1 → P2 → P3 → P4 →
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2.1 前趋图和程序执行
| r=*top;
进
程 return (r)
管
理}
void pushaddr(blk) { *top = blk; top++;
}
9 先执行 popaddr 的top--，接着执行pushaddr的*top=blk
CUIT 叶斌
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操 作 系 统 | 进 程 管 理
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CUIT 叶斌
2.1 前趋图和程序执行
进 程
初始节点
管
终止节点
理
边：执行顺序。
2
重量：程序量或执行时间。
CUIT 叶斌
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2.1 前趋图和程序执行
例：有7个结点的前趋图。
P = { P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7 }
→ = {（P1，P2），（P1，P3），（P1，P4）， （P2，P5），
操 （P3，P5），（P4，P6），（P5，P7），（P6，P7）}
作 系
执行——暂停——执行
统
|
进
程
管
理
15
CUIT 叶斌
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2.2 进程的概念
进程的定义
进程的定义: 进程是程序在一个数据集
操 作
合上的运行过程，是系统进行资源分配
系
和调度的一个独立的基本单位。
统 |
进程的特征
进
动态性
程 管
并发特征
理
独立特征
异步特征
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机构特征
作
系
2
统
| 进
5
程
1
管
3
理
7
6
3
4
CUIT 叶斌
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2.1 前趋图和程序执行
程序的顺序执行
一个复杂的程序通常可以分为若干程序 段，并且必须按照某种先后次序来执行。
操
例1：输入——计算——打印
作 系
例2：语句执行顺序
统 |
S1：a ：= x + y
进
S2：b ：= a – 5
1、请求系统服务
2、启动某种操作
操
作
3、数据尚未到达
{ i = getinternal name (n); id (i) = n;
操
作
priority (i) = P0; cpupstate (i) = S0;
系
统
main store (i) = M0; resources (i) = R0;
|
进
status (i) = “readys”; set accounting data;
操 作
行修改。
系
用户终端需要；
统
|
父进程的需要：考查、修改获协调各子进
进
程时；
程
管
OS的需要：改善系统运行性能，调节负
理
荷；
对换的需要：缓和内存紧张的情况；
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2.3 进程状态及其控制
进程状态转换
执行 状态
结束
操
I/O请求
进程 调度
作
时间
系
片到
统
阻塞
就绪
| 进
程
管
insert (RL, i);
理
}
31
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进程的终止
进程终止的事件
正常结束：Holt指令（引发中断）
异常结束：
操
越界错误
作
保护错
系
非法指令错
统 |
特权指令错
进
运行超时
程
等待超时
管 理
算术运算错
I/O故障
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外界干预：人工或系统干预、父进程请 求、父进程终止
| 进
就绪状态（Ready）
程 管
执行状态（Running）
理
等待状态（阻塞状态Blocked）
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CUIT 叶斌
新（New）状态 终止状态（Terminated or Exit）
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2.3 进程状态及其控制
挂起状态（Suspend）
把一个进程挂起使之处于静止状
态，以便研究它的执行情况获对它进
程序并发执行过程及条件 （Bernstein条件）
S0; Cobegin
S1；S2；S3；……；Sn; Coend Sn+1;
S1、S2、……、Sn可以由同一程序段 中的不同语句组成。
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2.1 前趋图和程序执行
操 作 系 统 | 进 程 管 理
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CUIT 叶斌
将任一语句划分为两个变量的集合R （Si）和W（Si）: 读集R（Si）= {a1，a2，……，am} 写集W（Si）= {b1，b2，……，bn}
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2.2 进程的概念
进程的组成（进程上下文）
PCB
程序
操 作
数据
系 统
进程控制块PCB
| 进
描述信息
程
控制信息
管 理
资源管理信息
CPU现场保护：对CPU的处理
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CUIT 叶斌
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2.2 进程的概念
PCB的组织方式
链接方式
将具有相同状态的PCB，用其中的链接
程 管
S3：c ：= b + 1
理
4
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2.1 前趋图和程序执行
顺序执行程序的特点：
程序的顺序性。
操
程序在运行时独占主机资源。
作 系
程序的执行结果与其执行速度无关。
统 | 进
程序执行时的初始条件相同，其结 果必相同。
程
管
理
5
CUIT 叶斌
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2.1 前趋图和程序执行
操 作 系 统 | 进 程 管 理
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CUIT 叶斌
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2.3 进程状态及其控制
一个状态转换和进程转换的例子
进程B
中断处理
I/O驱动 进程A
操
作
I/O中断
系
统
|
进
程
管
理
现场保护
中断处理 A就绪 调度，恢 复A现场
现场保护 和阻塞A
启动I/O
调度，恢 复B现场
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注：红色表示处于“管态”
CUIT 叶斌
如对语句S1和S2有： R（S1）∩ W（S2） = {Ф} W（S1）∩ R（S2） = {Φ} W（S1）∩ W（S2）= {Φ}
成立，则语句S1和S2可并发执行。
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2.1 前趋图和程序执行
例1． 语句 c = a – b 和 w = c + 1
R（c = a – b ）= {a, b }
CUIT 叶斌
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2.4 进程控制
撤消原语（Destroy Primitive）
Void destroy(n)
{ sched = false;
操
作
i = getinternal name (n);
系
统
Kill(i);
| 进
If sched then scheduler; }
程
管
理
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CUIT 叶斌
操
n 个用户共同使用。
作 系
由系统进行统一分配（硬件）和由程
统
序自行使用（数据集，变量、队列等）
| 进
程序并发执行与资源共享之间互为存
程
在条件。
管
理
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CUIT 叶斌
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2.1 前趋图和程序执行
程序并发执行的特点
失去程序的封闭性和可再现性
程序与计算不再一一对应
操
程序并发执行的相互制约
例2．Begin integer N:=0;
Cobegin
Program A : begin
Program B : begin
L1 : N:=N+1;
L2 : Print (N); N:=0;
操 作
Goto L1；
Goto L2；
系 统
End
End
|
Coend
End
进
程 当N=5时，如果 N=N+1 在 print（N）和 N:=0
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2.2 进程的概念
进程与程序的关系
操 概念
作
系
统 |
特征
进
程
管
理
进程
动态实体， 强调执行过程
程序
静态实体， 是指令的有序集合
并发性、独立性、 异步性， 是竞争计算机系统 资源的基本单位
无并行特征， 是静止的
两者联系 不同的进程可以共享同一个程序，
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只要对应的数据集不同
管
理
前
中间