进程表示与进程状态变化

合集下载

2.2 进程的状态及转换

2.2 进程的状态及转换

2.2 进程的状态及转换进程是操作系统中的基本执行单元,它的状态及其转换对于系统的正常运行具有重要的意义。

在本文中,我们将讨论进程的状态及各种状态之间的转换,以便更好地理解进程的运行机制。

进程的状态一般分为五种:(1)创建态(new):当进程被创建但还未被执行时,它处于创建态。

此时,操作系统会为进程分配必要的资源,比如代码段、数据段、堆栈等,以便其能够执行。

(2)就绪态(ready):当进程已经准备好执行时,但由于当前处理机正忙于执行其他进程,导致该进程无法执行时,它处于就绪态。

此时进程已经将所有必要的资源准备好,只需要分配到CPU才能运行。

(3)运行态(running):当进程获得处理器时间并开始执行指令时,它处于运行态。

此时,进程会按照指令进行操作。

(4)阻塞态(blocked):当进程由于某些原因无法继续执行时,它进入阻塞态。

比如,进程需要等待某个资源(如读取磁盘数据),或者它正在等待输入输出操作的结果。

(5)终止态(terminated):当进程执行完毕或被强制终止时,它进入终止态。

此时,操作系统会释放进程所持有的资源,以便其他进程使用。

进程的状态之间可以相互转换。

在操作系统中,许多事件都可能导致进程状态的转换,比如中断请求、操作系统的调度、进程自身的请求等等。

下面我们来看几个具体的转换:(1)创建态-->就绪态:当操作系统为进程分配到必要的资源之后,进程会从创建态转换到就绪态。

此时进程已经准备好执行,只是没有获取到CPU的时间片。

(3)运行态-->就绪态:当进程执行完毕所有指令并主动释放CPU时间片时,它会从运行态转换到就绪态,等待下一次操作系统调度。

(4)运行态-->阻塞态:当进程需要等待某个事件发生时,它会从运行态转换到阻塞态。

比如,读取磁盘数据时就需要等待磁盘完成读取操作。

(5)阻塞态-->就绪态:当进程等待的事件已经发生或操作系统主动为其分配资源时,它会从阻塞态返回到就绪态,等待下一次操作系统调度。

第二讲 进程管理(1)--进程控制

第二讲 进程管理(1)--进程控制

N=account;
N=N+200; account=N;
建立一个能够描述程序的执行过程并且能用来共享资 源的基本单位。
2.1.5 进程的定义和特征
一、进程(Process) 进程是程序在一个数据集上的运行过程,是系统 进行资源分配和调度的一个独立单位。
其它定义:

进程是程序的一次执行。 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所 发生的活动。 进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配 和调度的一个独立单位”。
2.2 进程的描述
系统中需要有描述进程存在和能够反映其变化的物理实体,即进程的静态 描述。进程的静态描述由三部分组成:进程控制块PCB,有关程序段和该 程序段对其进行操作的数据结构集。
进程控制块PCB包含了有关进程的描述信息、控制信息以及资源信息,是 进程动态特征的集中反映。 系统根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项变量的变化,掌 握进程所处的状态以达到控制进程活动的目的。
21
2.2.1 进程控制块
4)进程控制信息:
程序和数据的地址——指程序和数据所在的内存或外存首地址; 进程同步和通信机制——如信号量、消息队列指针等,它们可能全 部或部分地存放在PCB中; 资源清单——是一张列出了除CPU外的、进程所需的全部资源及已 经分配到该进程的资源的清单; 链接指针——它给出本进程(PCB)所在队列中下一个进程的PCB的 首址。
27
2.3.1 进程的基本状态
进程的挂起/解挂状态
一、设臵原因
1、用户需要 :中间结果与预期不符; 2、操作系统需要:系统某些功能故障; 3、系统负荷过重 4、父进程需要 5、对换的需要
二、设臵挂起状态后进程状态的转换

简述进程的状态及其转换。

简述进程的状态及其转换。

简述进程的状态及其转换。

由于程序的复杂性,操作系统会维护程序的许多状态,例如:运行、暂停、就绪、等待等,从而实现对程序的控制。

其中,每一个进程都有一个状态,可以通过状态转换将进程从一个状态转变到另一个状态,以实现对进程的控制。

一般而言,进程的状态包括几种:运行态、就绪态、挂起态、等待态、中断态等。

每一种状态都表示一个进程正在进行的活动,以及它的状态变化。

1、运行态:运行态是进程执行的主要状态,表示进程正在执行服务或任务。

运行态也可以理解为进程正在使用处理器资源。

2、就绪态:在就绪态中,进程已调度,但尚未分配处理器资源,此时,进程处于就绪状态,等待处理器资源,以便继续执行。

3、挂起态:挂起态表示进程正在等待某个条件,不能立即执行服务或任务,因此,进程处于挂起状态,被迫挂起,等待特定的条件,或某个确定的时间,以便继续执行。

4、等待态:等待态表示进程正在等待另一个进程,或者受阻,而不能继续执行,一旦满足了满足条件,进程可以继续执行。

5、中断态:中断态表示进程正在中断状态,它引发了操作系统的一些响应,比如:对中断信号的响应,而当进程处于中断态时,它只能等待操作系统的响应。

除了上述状态,还有一种特殊的状态终止状态。

它表示一个进程执行完毕,不再被操作系统使用或控制,因此,操作系统可以将它从内存中清除,节省内存资源。

当进程执行不同的服务和任务时,它会不断地变化,从一个状态转换到另一个状态。

这种变化由状态转换图示出。

常用的状态转换有三种:运行到就绪、运行到等待和就绪到运行。

(1)行到就绪:当进程完成一段时间的运行,或者运行到一定的时间,则它将会从运行状态转换到就绪状态,以等待下次运行;(2)行到等待:当进程需要等待某个条件时,或者某个外部设备的响应,则进程将会从运行状态转换到等待状态,以等待某个条件;(3)绪到运行:当处理器资源变得可用,待执行的服务完成,则处于就绪状态的进程就会由就绪状态转换为运行状态,以便继续执行服务或任务。

进程的三个基本状态及其转换

进程的三个基本状态及其转换

进程的三个基本状态及其转换
摘要:
1.进程基本状态的定义
2.进程状态的转换
3.进程状态转换的实际应用
正文:
1.进程基本状态的定义
在计算机科学中,进程是指正在运行的程序的实例。

进程具有一定的基本状态,这些状态可以反映进程的运行情况。

进程的三个基本状态是:运行(Running)、就绪(Ready)和等待(Waiting)。

- 运行状态:进程正在执行,计算机资源被占用。

- 就绪状态:进程已经准备好执行,但计算机资源尚未分配。

- 等待状态:进程因为等待某项操作完成而暂停执行,如等待输入输出操作完成。

2.进程状态的转换
进程在运行过程中,会根据其所处的环境和操作完成情况,在三个基本状态之间进行转换。

以下是进程状态转换的一些常见情况:
- 就绪状态转运行状态:当进程分配到计算机资源时,它将从就绪状态转换为运行状态,开始执行。

- 运行状态转就绪状态:当进程执行完毕或者遇到等待操作时,它会从运行状态转换为就绪状态,等待下一次执行。

- 等待状态转就绪状态:当进程等待的操作完成时,它会从等待状态转换为就绪状态,等待执行。

- 运行状态转等待状态:当进程需要执行某项操作(如输入输出)时,它会从运行状态转换为等待状态,等待操作完成。

3.进程状态转换的实际应用
了解进程状态转换对于编写高效的程序具有重要意义。

例如,在编写操作系统的调度算法时,需要考虑进程状态转换的规律,以便合理分配计算机资源,提高系统性能。

此外,在编写并发程序时,了解进程状态转换也有助于避免死锁等错误,保证程序正确运行。

第三章 操作系统进程管理(张尧学)

第三章 操作系统进程管理(张尧学)
回头来,我们再看看操作系统的第三个特性: 不确定性*:程序的执行过程不可预测
第24页
3.1.2 进程概念
操作系统的特性之一是并发与共享,即在系统中 (内存)同时存在几个相互独立的程序,这些程序在 系统中既交叉地运行,又要共享系统中的资源,这就 会引起一系列的问题,包括:对资源的竞争、运行程 序之间的通信、程序之间的合作与协同等等。
第23页
3.程序并发执行的相互制约 在多道程序设计的环境下,程序是并发执行的。即
系统中有多道程序在“同时”执行,这些程序之间要 共享系统的资源,程序之间有共享资源(通信)的关 系。共享与竞争产生一系列的矛盾,这些矛盾实际上 是一种相互制约,有直接的,也有间接。
(1)资源共享 (间接制约关系) (2)进程合作 (直接制约关系)
要解决这些问题,用程序的概念已经不能描述程序 在内存中运行的状态,必须引人新的概念--进程。
第25页
一. 进程的定义
1. 定义 • 行为的一个规则叫做程序,程序在处理机上执行时所发
生的活动称为进程(Dijkstra)。 • 进程是这样的计算部分,它是可以和其它计算并行的一
个计算。(Donovan) • 进程(有时称为任务)是一个程序与其数据一道通过处
操作系统的重要任务之一是使用户充分、有效地利用系统资源。 如何描述计算机程序的执行过程和作为资源分配的基本单位才
能充分反映操作系统的执行并发、资源共享及用户随机的特点 呢?这个概念就是进程。
第3页
进程管理就是针对CPU的管理(即处理机管理);处理机管理 是操作系统的基本管理功能之一,它所关心的是处理机的分配 问题。也就是说把CPU(中央处理机)的使用权分给某个程序, 通常把这个正准备进入内存的程序称为作业,当这个作业进入 内存后我们把它称为进程。处理机管理分为作业管理和进程管 理两个阶段去实现处理机的分配,常常又把直接实行处理机时 间分配的进程调度工作作为处理机管理的主要内容。

头歌进程描述与状态

头歌进程描述与状态

头歌进程描述与状态一、进程标识每个进程都有一个唯一的标识,称为进程ID(PID)。

它是操作系统分配给每个进程的唯一代码,用于在系统内唯一标识该进程。

二、父进程标识每个进程都有一个父进程,父进程负责创建并启动子进程。

父进程的标识称为父进程ID(PPID)。

它标识了创建当前进程的父进程。

三、进程状态进程状态表示进程的当前运行状态,常见的进程状态有:1.运行状态(Running):进程正在运行或在运行队列中等待运行。

2.阻塞状态(Blocked):进程在等待某个事件(如I/O操作)完成而暂时停止运行。

3.就绪状态(Ready):进程已经准备好运行,但因为其他进程正在运行而暂时无法获得CPU。

4.终止状态(Terminated):进程已经结束运行。

四、进程优先级进程优先级是操作系统用于决定哪个进程先获得CPU资源的依据。

优先级高的进程更容易获得CPU资源。

五、CPU使用时间CPU使用时间表示进程在运行过程中占用的CPU时间总和。

它可以帮助我们了解进程的资源占用情况和性能表现。

六、内存使用情况内存使用情况表示进程在运行过程中占用的内存空间大小,包括代码、数据和堆栈等区域。

了解内存使用情况可以帮助我们优化程序或调整系统资源分配。

七、进程通信信息进程通信信息表示进程之间的通信方式和数据交换情况。

这涉及到信号传递、管道通信、共享内存等机制。

八、打开文件描述符列表打开文件描述符列表表示进程当前打开的所有文件和网络连接等信息。

这些文件描述符用于进程与外部资源交互。

九、进程间关系进程间关系表示进程之间的父子关系、同步关系等。

了解这些关系有助于更好地理解进程的运行情况和系统资源的使用情况。

进程的三个基本状态及其转换

进程的三个基本状态及其转换

进程的三个基本状态及其转换1. 什么是进程在计算机科学中,进程是指正在运行的程序的实例。

每个进程都有自己的内存空间、数据和执行状态。

进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

2. 进程的三个基本状态进程的状态可以分为三个基本状态:运行状态、就绪状态和阻塞状态。

2.1 运行状态运行状态是指进程正在执行指令的状态。

当一个进程被CPU调度执行时,它就处于运行状态。

在运行状态下,进程会占用CPU资源,执行程序的指令。

2.2 就绪状态就绪状态是指进程已经具备运行的条件,正在等待CPU调度的状态。

当一个进程被创建或者等待某个事件发生时,它就处于就绪状态。

在就绪状态下,进程等待CPU的分配,一旦得到CPU资源,就可以进入运行状态。

2.3 阻塞状态阻塞状态是指进程由于某些原因无法继续执行,需要等待某个事件发生才能继续执行的状态。

当一个进程需要等待某个事件完成,比如等待用户输入或者等待某个资源就绪时,它就处于阻塞状态。

在阻塞状态下,进程不会占用CPU资源,处于等待状态。

3. 进程状态的转换进程的状态可以相互转换,主要有以下几种方式:3.1 进程创建当一个进程被创建时,它会进入就绪状态。

进程创建可以由操作系统或者其他进程触发。

在进程创建的过程中,操作系统会为进程分配资源,比如内存空间、文件描述符等。

一旦进程创建完成,它就可以被调度执行,进入运行状态。

3.2 进程调度进程调度是指操作系统根据一定的调度算法,从就绪状态中选择一个进程分配CPU资源,使其进入运行状态。

进程调度可以根据不同的策略进行,比如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。

进程调度的目的是提高系统的资源利用率和响应速度。

3.3 进程阻塞当一个进程需要等待某个事件发生时,它会进入阻塞状态。

比如等待用户输入、等待磁盘IO等。

在阻塞状态下,进程会释放CPU资源,等待事件发生。

一旦事件发生,进程就可以从阻塞状态转换为就绪状态,等待CPU调度执行。

3.4 进程唤醒当一个进程处于阻塞状态时,一旦等待的事件发生,它就可以被唤醒,进入就绪状态。

Linux进程状态解析之R、S、D、T、Z、X

Linux进程状态解析之R、S、D、T、Z、X
只有在该状态的进程才可能在CPU上运行。而同一时刻可能有多个进程处于可执行状态,这些进程的task_struct结构(进程控制块)被放入对应CPU的可执行队列中(一个进程最多只能出现在一个CPU的可执行队列中)。进程调度器的任务就是从各个CPU的可执行队列中分别选择一个进程在该CPU上运行。
很多操作系统教科书将正在CPU上执行的进程定义为RUNNING状态、而将可执行但是尚未被调度执行的进程定义为READY状态,这两种状态在linux下统一为 TASK_RUNNING状态。
进程从非TASK_RUNNING状态变为TASK_RUNNING状态,是由别的进程(也可能是中断处理程序)执行唤醒操作来实现的。执行唤醒的进程设置被唤醒进程的状态为TASK_RUNNING,然后将其task_struct结构加入到某个CPU的可执行队列中。于是被唤醒的进程将有机会被调度执行。
而进程从TASK_RUNNING状态变为非TASK_RUNNING状态,则有两种途径:1、响应信号而进入TASK_STOPED状态、或TASK_DEAD状态;2、执行系统调用主动进入TASK_INTERRUPTIBLE状态(如nanosleep系统调用)、或TASK_DEAD状态(如exit系统调用);或由于执行系统调用需要的资源得不到满足,而进入TASK_INTERRUPTIBLE状态或TASK_UNINTERRUPTIBLE状态(如select系统调用)。显然,这两种情况都只能发生在进程正在CPU上执行的情况下。
进程状态变迁
进程自创建以后,状态可能发生一系列的变化,直到进程退出。而尽管进程状态有好几种,但是进程状态的变迁却只有两个方向——从TASK_RUNNING状态变为非TASK_RUNNING状态、或者从非TASK_RUNNING状态变为TASK_RUNNING状态。也就是说,如果给一个TASK_INTERRUPTIBLE状态的进程发送SIGKILL信号,这个进程将先被唤醒(进入TASK_RUNNING状态),然后再响应SIGKILL信号而退出(变为TASK_DEAD状态)。并不会从TASK_INTERRUPTIBLE状态直接退出。

进程状态转换

进程状态转换

3.2.4 被挂起的进程交换的需要前面描述的三个基本状态(就绪态、运行态和阻塞态)提供了一种为进程行为建立模型的系统方法,并指导操作系统的实现。

许多实际的操作系统都是按照这样的三种状态进行具体构造的。

但是,可以证明往模型中增加其他状态也是合理的。

为了说明加入新状态的好处,考虑一个没有使用虚拟内存的系统,每个被执行的进程必须完全载入内存,因此,图3.8b 中,所有队列中的所有进程必须驻留在内存中。

所有这些设计机制的原因都是由于I/O 活动比计算速度慢很多,因此在单道程序系统中的处理器在大多数时候是空闲的。

但是图3.8b 的方案并没有完全解决这个问题。

在这种情况下,内存保存有多个进程,当一个进程正在等待时,处理器可以转移到另一个进程,但是处理器比I/O 要快得多,以至于内存中所有的进程都在等待I/O 的情况很常见。

因此,即使是多道程序设计,大多数时候处理器仍然可能处于空闲状态。

一种解决方法是内存可以被扩充以适应更多的进程,但是这种方法有两个缺陷。

首先是内存的价格问题,当内存大小增加到兆位及千兆位时,价格也会随之增加;再者,程序对内存空间需求的增长速度比内存价格下降的速度快。

因此,更大的内存往往导致更大的进程,而不是更多的进程。

另一种解决方案是交换,包括把内存中某个进程的一部分或全部移到磁盘中。

当内存中没有处于就绪状态的进程时,操作系统就把被阻塞的进程换出到磁盘中的“挂起队列”(suspendqueue),这是暂时保存从内存中被“驱逐”出的进程队列,或者说是被挂起的进程队列。

操作系统在此之后取出挂起队列中的另一个进程,或者接受一个新进程的请求,将其纳入内存运行。

“交换”(swapping)是一个I/O 操作,因而也可能使问题更加恶化。

但是由于磁盘I/O 一般是系统中最快的I/O(相对于磁带或打印机I/O),所以交换通常会提高性能。

为使用前面描述的交换,在我们的进程行为模型(见图3.9a)中必须增加另一个状态:挂起态。

2.2 进程的状态及转换

2.2 进程的状态及转换

阻塞状态。
由于执行的进程变为阻塞状态后,调度程序立即把处理机分配给另一个就绪进 程;因此,阻塞进程的事件消失后,进程不会立即恢复到执行状态,而转变为
就绪状态,重新等待处理机。
2.2.2 进程状态(落选)
执行
等待某个事件 (内存、设备等)
等待事件发生
阻塞
2.2.2 进程状态的转换条件举例
备菜完成 开炒
就绪
炒另一个菜时落选 买来醋
炒菜
没有醋
阻塞
2.2.3 进程状态转换的原因
在进程运行过程中,由于自身进展情况及外界环境的变化,这三种基本状态可以 依据一定的条件相互转换: ----四个转换 就绪 --> 运行 调度程序选择一个新的进程运行
运行 --> 就绪 运行进程用完了时间片 运行进程被中断,因为一高优先级进程处于就绪状态
CH 2.2 进程的状态及转换
运行 就绪
进程的基本状态及其转换
阻塞
2.2.1 进程不同状态的概念
当进程已分配到除 CPU以外的所有必要资源时,它便处于就绪状态,一旦获
得CPU,便立即执行。
已获得CPU的进程进入执行状态。 正在执行的进程,由于发生某个事件而暂时无法执行时,便放弃处理机而进入
平滑系统操作负荷的目的。 挂起就绪态(ready suspend)
表明进程具备运行条件但目前在二级存储器中,当它被对换到主存才能被 调度执行。
挂起等待态(blocked suspend)
表明进程正在等待某一个事件且在二级存储器中。
2.2.4 进程的其他状态
七进程状态转换图
2.2.4 进程的其他状态
就绪状态(Ready) 运行状态(Running)

进程的基本概念

进程的基本概念

进程的基本概念计算机中,CPU是最宝贵的资源,为了提⾼CPU的利⽤率,引⼊了多道程序设计的概念。

当内存中多个程序存在时,如果不对⼈们熟悉的“程序”的概念加以扩充,就⽆法刻画多个程序共同运⾏时系统呈现出的特征。

⼀、进程的引⼊多道程序系统中,程序具有:并⾏、制约以及动态的特征。

程序概念难以便是和反映系统中的情况:1. 程序是⼀个静态的概念程序是完成某个功能的指令集和。

系统实际上是出于不断变化的状态中,程序不能反映这种动态性。

2. 程序概念不能反映系统中的并⾏特性例如:两个C语⾔源程序由⼀个编译程序完成编译,若⽤程序概念理解,内存中只有⼀个编译程序运⾏(两个源程序看作编译程序的输⼊数据),但是这样⽆法说明⽩内存中运⾏着两个任务。

程序的概念不能表⽰这种并⾏情况,反映不了他们活动的规律和状态变化。

就像不能⽤菜谱(程序)代替炒菜(程序执⾏的过程)⼀样(这句话我稍微修改了⼀下,感觉应该是这样表诉才对)。

⼆、进程的定义进程:⼀个具有⼀定独⽴功能的程序关于某个数据集合的⼀次运⾏活动,是系统进⾏资源分配和调度运⾏的基本单位。

三、进程与程序的差别1. 进程是⼀个动态的概念进程是程序的⼀次执⾏过程,是动态概念。

程序是⼀组有序的指令集和,是静态概念。

2. 不同的进程可以执⾏同⼀个程序区分进程的条件:所执⾏的程序和数据集合。

两个进程即使执⾏在相同的程序上,只要他们运⾏在不同的数据集合上,他们也是两个进程。

例如:多个⽤户同时调⽤同⼀个编译程序编译他们编写的C语⾔源程序,由于编译程序运⾏在不同的数据集合(不同的C语⾔源程序)上,于是产⽣了⼀个个不同的进程。

3. 每个进程都有⾃⼰的⽣命周期当操作系统要完成某个任务时,它会创建⼀个进程。

当进程完成任务之后,系统就会撤销这个进程,收回它所占⽤的资源。

从创建到撤销的时间段就是进程的⽣命期。

4. 进程之间存在并发性在⼀个系统中,同时会存在多个进程。

他们轮流占⽤CPU和各种资源。

5. 进程间会相互制约进程是系统中资源分配和运⾏调度的单位,在对资源的共享和竞争中,必然相互制约,影响各⾃向前推进的速度。

高中信息技术 第3章进程管理课件

高中信息技术 第3章进程管理课件

返回本节目录
3.6.2 进程调度算法
• • • • 1.先来先服务 2.轮转调度 3.分级轮转法 4.优先数法
下一页
• 1.先来先服务
• 这种调度算法按照进程进入就绪队列的先 后顺序来调度进程,到达得越早,其优先 数越高。获得处理机的进程,未遇到其他 情况时,一直运行下去,系统只需具备一 个先进先出的队列,在管理优先数的就绪 队列时,这种方法是一种最常见策略,并 且在没有其他信息时,也是一种最合理的 下一页 策略。
返回本节目录 4.系统开销:由于在创建或撤消进程时,系统都 要为之分配或回收资源,如内存空间、I/O设备等。


3.5.3 用户级线程和内核支持线 程
• 比较两种线程的优缺点 : • 1.线程的调度与切换速度:内核支持线程的调度和 切换与进程的调度和切换十分相似。 • 2.系统功能调用:当传统的用户进程调用一个系统 功能调用时,要由用户态进入核心态,用户进程将被 阻塞。当内核完成系统调用而返回时,才将该进程唤 醒,继续执行。 • 3.线程执行时间 :对于只设置了用户级线程的系统 ,调度是以进程为单位进行的。在采用轮转调度算法 时,各个进程轮流执行一个时间片,这对诸进程而言 似乎是公平的。
进程的概念 进程的实体、状态及状态的演变
进程的控制与调度
进程之间的关系协调
进程的通信
死锁问题及解决
返回本章首页
3.1 引言
• 处理机管理是操作系统的基本管理功能之一, 它所关心的是处理机的分配问题。也就是说把 CPU(中央处理机)的使用权分给某个程序, 通常把这个正准备进入内存的程序称为作业, 当这个作业进入内存后我们把它称为进程。处 理机管理分为作业管理和进程管理两个阶段去 实现处理机的分配,常常又把直接实行处理机 时间分配的进程调度工作作为处理机管理的主 要内容。

3、进程状态的切换图

3、进程状态的切换图

3、进程状态的切换图三态模型⼀个进程从创建⽽产⽣⾄撤销⽽消亡的整个⽣命周期,可以⽤⼀组状态加以刻划,根据三态模型,进程的⽣命周期可分为如下三种进程状态:1. 运⾏态(running):占有处理器正在运⾏2. 就绪态(ready):具备运⾏条件,等待系统分配处理器以便运⾏3. 等待态(blocked):不具备运⾏条件,正在等待某个事件的完成下⾯是三个状态的转换图:运⾏状态的进程将由于出现等待事件⽽进⼊等待状态,当等待事件结束之后等待状态的进程将进⼊就绪状态,⽽处理器的调度策略⼜会引起运⾏状态和就绪状态之间的切换。

引起进程状态转换的具体原因如下:运⾏态—→等待态:等待使⽤资源;如等待外设传输;等待⼈⼯⼲预。

等待态—→就绪态:资源得到满⾜;如外设传输结束;⼈⼯⼲预完成。

运⾏态—→就绪态:运⾏时间⽚到;出现有更⾼优先权进程。

就绪态—→运⾏态:CPU 空闲时选择⼀个就绪进程。

五态模型在⼀个实际的系统⾥进程的状态及其转换⽐上节叙述的会复杂⼀些,例如引⼊专门的新建态(new)和终⽌态(exit )状态转换图如下所⽰:新建态对应于进程刚刚被创建的状态。

创建⼀个进程要通过两个步骤,1. 为⼀个新进程创建必要的管理信息,2. 让该进程进⼊就绪态。

此时进程将处于新建态,它并没有被提交执⾏,⽽是在等待操作系统完成创建进程的必要操作。

需要注意的是,操作系统有时将根据系统性能或主存容量的限制推迟新建态进程的提交类似地,进程的终⽌也要通过两个步骤,⾸先,是等待操作系统进⾏善后,然后,退出主存。

当⼀个进程到达了⾃然结束点,或是出现了⽆法克服的错误,或是被操作系统所终结,或是被其他有终⽌权的进程所终结,它将进⼊终⽌态。

进⼊终⽌态的进程以后不再执⾏,但依然临时保留在操作系统中等待善后。

⼀旦其他进程完成了对终⽌态进程的信息抽取之后,操作系统将删除该进程。

引起进程状态转换的具体原因如下:NULL—→新建态:执⾏⼀个程序,创建⼀个⼦进程。

操作系统中的进程状态转换机制详解

操作系统中的进程状态转换机制详解

操作系统中的进程状态转换机制详解操作系统是计算机硬件和应用软件间的重要中介,它管理着计算机系统中的所有资源,需要协调和进行多种任务。

其中,进程和进程状态转换机制是操作系统的重要组成部分,也是操作系统的核心内容之一。

一、进程的定义及特点进程是指在计算机系统中正在运行的一个程序,它是操作系统分配资源和控制资源的基本单位。

进程具有以下几个特点:1. 动态性:进程是动态的,它的存在和执行是一种动态的过程。

当一个程序被加载到内存中,并被系统调用时,就会形成一个新的进程。

2. 独立性:进程具有独立性,每个进程都是独立运行的,不会相互干扰。

每个进程都有自己的内存空间和资源。

3. 并发性:计算机系统中同时能够存在多个进程在运行,它们之间通过操作系统进行资源的分配和控制。

4. 随机性:操作系统不能预测进程的执行顺序,每个进程的执行顺序是随机的。

二、进程状态转换机制在操作系统中,进程执行的状态不是一个单一的状态,而是在多个状态之间转换。

进程的状态转换机制在操作系统中扮演着重要的角色。

在进程生命周期的不同阶段,进程的状态也会不断发生变化。

下面对进程的状态转换机制进行详细的解析:1. 进程的五种状态在操作系统中,进程可以从五个不同的状态中进行转换,这五个状态分别是:运行状态(Running)、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)、创建状态(New)和终止状态(Terminated)。

1.1 运行状态在运行状态下的进程正在执行中,此时操作系统会为其分配好运行所需的资源,如CPU、内存等。

当进程停止执行后,它就会变成就绪状态,等待操作系统重新分配资源,进程变成运行状态,再进行执行。

1.2 就绪状态在就绪状态下的进程已经准备好执行,但是由于操作系统的资源分配原则,进程暂时无法获得所需的资源。

当操作系统分配好资源后,进程则可以转换到运行状态。

1.3 等待状态在等待状态下的进程,也称为阻塞状态,此时进程因为等待某个事件的发生而暂停了执行。

3.1进程描述与状态

3.1进程描述与状态

1.进程定义 进程:是有独立功能的程序关于某个数据集合 的一次运行活动。 特点: •动态性:可动态创建,结束,也可是精灵进程 •并发性:可以被调度,轮流占用处理机运行 •独立性:有独立空间 •制约性:因访问共享数据或进程间同步而产 生制约. 组成:操作系统表示/管理进程的PCB表以及 •执行程序及处理数据; •一片存放程序和数据的空间; •一个栈区(用户栈及核心栈); •进程使用的其他系统资源.*
5.用进程运行输入参数等设置处理 机现场保护区。造一个进程运行 栈帧。 6.置好父进程等关系域。 7.将进程置成就绪状态。 8.将PCB表挂入就绪队列,等待时机 被调度运行。*
二.进程结束大致处理过程如下: 1.将进程状态改到结束状态 2.关闭所有打开文件,设备 3.释放进程程序文件和其他资源 4.进行相关信息统计 5.清理其相关进程的链接关系,如在 Linux中,将该结束进程的所有子进程链 到1号进程,作为1号进程的子进程,并通 知父进程自己已结束。 6.释放进程映像空间 7.释放进程控制块(PCB)。 8.调进程调度与切换程序。*
• 进程控制信息 调度和状态信息,用于操作系统调度进 程占用处理机。 进程间通讯信息,为支持进程间的通讯 相关的各种标识,信号,信件等,这些 信息存在接收方的进程控制块中。 存储管理信息。包含有指向本进程映像 存储空间的数据结构。 进程所用资源。说明由进程打开,使用 的系统资源,如打开的文件等。 有关数据结构链接信息,进程可以链接 到一个进程队列中,或链接到相关的其 它进程PCB. *
运行→阻塞:当进程请求某样东西且必须 等待时,如,当进程请求操作系统服务, 而操作系统得不到所需的资源,或进程请 求一个输入/输出操作,操作系统已启动外 设,但输入/输出尚未完成,或进程要与其 它进程通讯,要接收对方还未发出的信件 时进程都会被阻塞。 阻塞→就绪:当进程要等待事件到来时, 它从阻塞变到就绪。*

进程的基本状态及转换原因

进程的基本状态及转换原因

进程的基本状态及转换原因1. 任务名称解析任务名称为”进程的基本状态及转换原因”,从中可以得知该任务要求我们详细介绍进程的基本状态以及导致进程状态转换的原因。

2. 进程的基本状态在操作系统中,进程被定义为正在执行的程序实例。

进程可以处于以下几种基本状态:2.1 创建(Creation)状态当一个程序被启动时,一个新的进程就会被创建。

此时操作系统会为该进程分配必要的资源,并将其标记为创建态。

在这个阶段,操作系统会为进程分配唯一标识符(PID)和内存空间等资源。

2.2 就绪(Ready)状态一旦进程被创建并获得了所需的资源,它就会处于就绪态。

在就绪态下,进程已经准备好运行,但由于操作系统采用时间片轮转调度算法等方式进行多任务处理,所以可能还没有获得CPU时间片来执行。

2.3 运行(Running)状态当一个进程获得了CPU时间片并开始执行时,它就处于运行态。

在这个阶段,进程会按照程序指令进行计算、处理数据等操作。

2.4 阻塞(Blocked)状态在进程执行过程中,可能会发生一些需要等待的事件,比如等待用户输入、等待某个资源的释放等。

当进程遇到这些事件时,它就会从运行态转换为阻塞态,并将CPU让给其他进程。

一旦所需的事件发生并得到满足,进程就可以从阻塞态转换回就绪态。

2.5 结束(Terminated)状态当一个进程完成了它的任务或被强制终止时,它就会进入结束态。

在结束态下,操作系统会回收该进程所占用的资源,并将其标记为已结束。

3. 进程状态转换原因进程在不同状态之间进行转换是由于以下几种原因:3.1 创建状态到就绪状态的转换原因当一个程序被启动时,操作系统会为该程序创建一个新的进程,并为其分配必要的资源。

一旦资源准备完毕,该进程就可以开始执行,并处于就绪状态等待CPU时间片。

3.2 就绪状态到运行状态的转换原因当一个进程处于就绪状态时,如果操作系统选择了它来执行,并为其分配了CPU时间片,该进程就会从就绪态转换为运行态。

进程的基本状态有哪些各种状态是如何切换的

进程的基本状态有哪些各种状态是如何切换的

03
进程管理功能
进程的创建与终止
进程的创建
在操作系统中,进程的创建是通过进程创建系统调用实现的 。父进程使用系统调用创建一个新的进程,新进程继承了父 进程的代码和数据,并分配给其独立的内存空间。
进程的终止
当进程完成任务或需要被强制终止时,会调用系统调用终止 进程。终止进程会释放其占用的资源,并将其置为就绪状态 ,等待操作系统进行调度。
THANKS
谢谢您的观看
等待状态
进程正在等待特定的I/O操作完成或等待某些条件成立。
等待状态的进程无法继续执行,即使CPU空闲也无法获得 控制权。
结束状态
进程已经完成其执行,并处于终止状态。 处于结束状态的进程将被操作系统回收并释放其资源。
02
进程状态的切换
等待状态切换到就绪状态
等待状态切换到就绪状态
当进程在等待资源或信号时,一旦获得了所需的资源或信号,就会从等待状态切换到就绪状态。例如,当一个进程等待I/O 操作完成时,它处于等待状态,一旦I/O操作完成,它就会进入就绪状态。
触发事件
资源可用或信号出现
执行动作
将进程状态从等待状态切换到就绪状态
就绪状态切换到结束状态
就绪状态切换到结 束状态
触发事件
当进程在就绪状态下运行时, 如果执行完毕或出现异常,就 会从就绪状态切换到结束状态 。例如,当一个进程执行完毕 时,它就会进入结束状态。
进程执行完毕或出现异常
执行动作
将进程状态从就绪状态切换到 结束状态,释放进程占用的资 源
进程的阻塞与唤醒
进程的阻塞
当进程需要等待某些条件满足时,会调用系统调用将自身置为阻塞状态。例 如,当进程需要等待输入/输出操作完成时,会等待设备操作完成后才能继续 执行。

进程状态转换图进程管理

进程状态转换图进程管理

进程状态转换图进程管理2011-06-28进程状态转换图进程管理进程状态转换图进程管理进程管理要点?基础:进程描述及控制?策略:进程调度?实现:互斥与同步?避免:死锁与饥饿?解决:几个经典问题?关于:进程通信进程的概念?现代操作系统的重要特点:程序的并发执行及系统所拥有的资源被共享和系统的用户随机地使用。

?操作系统的重要任务之一:使用户充分、有效地利用系统资源。

程序顺序执行?程序:源代码、目标程序和可执行程序?程序执行:编辑、编译、链接、执行?程序的结构:顺序结构、分支结构和循环结构。

进程的引入(一)?前趋图:是一个有向无环图。

图中的每个结点用于表示一条语句、一个程序段或进程;结点间的有向边表示在两个结点之间存在的偏序或前趋关系。

进程的引入(二)?程序顺序执行:是指若干个程序或程序段之间必须按照某种先后次序逐个执行,仅当前一项操作执行完成后,才能执行后继操作。

?程序顺序执行时具有以下特征:(1)顺序性(2)封闭性(3)确定性(4)可再现性进程的引入(三)?多道程序系统中程序执行环境的变化在许多情况下,需要计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序。

批处理系统、分时系统、实时系统以及网络与分布式系统等都是这样的系统。

?执行环境具有三个特点:?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。

?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。

?资源共享:资源共享将导致对进程执行速度的制约。

进程的引入(四)?程序并发执行:是指两个或两个以上的程序或程序段可在同一时间间隔内同时执行。

?程序的并发执行卓有成效地提高了系统的吞吐量。

?程序并发执行的新特征:间断性;失去封闭性;不可再现性;资源共享;程序与计算不再一一对应。

进程的引入(五)?程序的并发执行可进一步分为两种:第一种是多道程序系统的程序执行环境变化所引起的多道程序的并发执行。

第二种并发执行是在某道程序的几个程序段中(例如几个程序),包含着一部分可以同时执行或顺序颠倒执行的代码。

简述进程的状态及其转换。

简述进程的状态及其转换。

简述进程的状态及其转换。

进程是操作系统中各种任务的基本单位,它是指用于某种计算机任务的一系列相关的活动,并且具有各自的资源和地址空间。

正常情况下,进程运行时会发生状态的改变,其有如下几种状态:1.绪状态:就绪状态的进程正在等待CPU的使用权,处于就绪状态的进程可以随时获得CPU的使用权,进行执行。

2.行状态:执行状态的进程正在执行中,就拥有了cpu的使用权,可以执行指令和数据处理。

3.待状态:等待状态的进程正在等待外部事件发生,如io操作、程序间的数据通信、消息传递等。

4.塞状态:阻塞状态的进程正在等待一些依赖关系满足,如等待其他进程执行完毕,提供资源给自己,比如,两个进程互相等待,其中一个会处于阻塞状态。

5.起状态:挂起状态的进程正在等待操作系统的执行,比如,它可能需要一段时间,才能改变状态,而不是一下子就发生状态改变。

进程的状态改变是由一系列事件触发的,而这种状态改变的触发的事件有以下几种:1.程运行:进程运行时,若没有阻塞等待的IO操作时,其状态从就绪状态变为执行状态,一旦执行完毕,进程状态就会由执行状态变为就绪状态。

2.待IO操作:当进程执行到IO操作时,如果IO操作未完成,进程状态由就绪状态变为等待状态,等待IO操作完成,才会变为就绪状态。

3.源申请:当进程申请资源时,如果资源无法提供,进程的状态会由就绪状态变为阻塞状态,直到资源可用时,才会变为就绪状态。

4.程调度:当进程调度由操作系统完成时,若该进程被抢占CPU 执行权,进程状态会由就绪状态变为挂起状态,直到此进程再次获得CPU执行权时,才会变为就绪状态。

以上就是进程状态及其转换的简单介绍,进程状态的改变可由多种事件触发,不同事件会改变不同状态,而每种状态之间的转换也是有规律的,此种规律的存在,就是进程状态的转换。

总而言之,进程的状态及其转换是操作系统中一个重要概念,它不但可以帮助我们理解系统的运行机制,也可以帮助我们解决问题。

同时,也是操作系统性能优化的重要因素,因此,要正确掌握进程状态及其转换,提高操作系统性能,是非常必要的。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2. 进程控制结构
进程映像:进程执行程序、数据、栈。进程 映像如何存放在内存取决于存储管理机制 进程控制块PCB:系统管理控制进程运行用 的信息集合*
PCB含有以下三大类信息: • 进程标识信息。如本进程的标识;本进程
的产生者标识(父进程标识);进程所属用 户标识 • 处理机状态信息保存区(栈式结构)。保存 进程的运行现场信息: 1. 用户可用寄存器。这是指用户程序可
运行→阻塞:当进程请求某样东西且必须 等待时,例如,当进程请求操作系统服务, 而操作系统得不到所需的资源,或进程请 求尚未完成,或进程要与其 它进程通讯,要接收对方还未发出的信件 时进程都会被阻塞。
阻塞→就绪:当进程要等待事件到来时, 它从阻塞变到就绪。*
状态变化图
New 被调度
进入就绪队列
Running
结束
Exit
等待事件 时间片完
Ready
Blocked 事件发生
可能的状态变化如下: 空→创建:一个新进程被产生来执行 一个程序 创建→就绪:当进程被创建完成,初 始化后,一切就绪,准备运行时变到 就绪态。(为了限制系统资源不过份 分散,也可以限制从New进入Ready状 态的进程数,这样做可以使系统内存, 内核用户页表空间等系统资源集中给 有限的进程使用。因此可能进程进入 创建状态但很长时间不能挂入就绪队 列,等操作系统把它调入时才可以分 配好所有资源,变为就绪状态)*
5.用进程运行现场初始值设置处理机 现场保护区。造一个进程运行栈帧
6.将进程置成就绪状态 7.置好父进程等关系域 8.将PCB表挂入就绪队列,等待时机
被调度运行 *
二.进程结束大致处理过程如下: 1.将进程状态改到结束状态 2.关闭所有打开文件,设备 3.释放用户进程程序文件映射和其他资源 4.进行相关信息统计 5.清理其相关进程的链接关系,如在UNIX 中,将该结束进程的所有子进程链到1 号进程,作为1号进程的子进程,并通 知父进程自己已结束 6.释放进程映像空间(对于虚存来说如: 交换区,所占物理页,将页表所占空间 返还系统) 7.释放进程控制块(PCB) 8.调用进程调度与切换程序 *
以使用的数据、地址寄存器 2. 控制和状态寄存器。如程序计数器
(PC);程序状态字(PS) 3. 栈指针。过程调用/系统调用/中断处
理和返回时需要用到它*
• 进程控制信息 1. 调度和状态信息,用于操作系统调度进
程占用处理机 2. 进程间通信信息,与支持进程间通信相
关的各种标识、信号、信件等,这些信 息存在接收方的进程控制块中 3. 存储管理信息。包含有指向本进程映像 存储空间的数据结构 4. 进程所用资源。说明由进程打开、使用 的系统资源,如打开的文件等 5. 有关数据结构链接信息,进程可以链接 到一个进程队列中,或链接到相关的其 它进程PCB *
就绪→运行:处于就绪状态的进程被进程 调度程序选中后,就分配到处理机上来运 行.
运行→结束:当进程指示它已经完成或者 因错流产,当前运行进程会由操作系统作 结束处理
运行→就绪:处于运行状态的进程在其运 行过程中,分给它的处理机时间片用完而 让出处理机;在可剥夺的操作系统中,当有 更高优先级的进程就绪时,操作系统调度 程序可以将正运行进程从运行状态改变为 就绪状态,让更高优先级进程运行.*
进程状态变迁的一种实现方法:
就绪队列1
就绪队列2
...
就绪队列n
接收进程
超时
事件1发生
事件2发生 事件m发生
...
处理机 等事件1 等事件2 等事件m
1. 进程定义 进程:是一个有独立功能的程序关于某个数
据集合的一次运行活动。 特点:
• 动态性:可动态创建,结束,也可是精灵进程 • 并发性:可以被独立调度,占用处理机运行 • 独立性:尽量把并发事务安排到不同的进程 • 制约性:因访问共享数据或进程间同步而产
生制约 组成:操作系统表示/管理进程的PCB表以及 • 执行程序及处理数据 • 一片存放程序和数据的地址空间 • 一个栈区(一个用户栈,一个核心栈) • 进程使用的其他系统资源*
3.2 进程状态 3.2.1 进程的创建与结束等系统调用
一.进程创建处理过程大致为: 1. 接收进程运行现场初始值、初始优 先级、初始执行程序描述、其它资 源等参数 2. 请求分配进程描述块PCB空间,得到 一个内部数字进程标识 3. 用从父进程传来的参数初始化PCB表 4. 产生描述进程空间的数据结构,用 初始执行文件初始化进程空间,建 立程序段,数据段、栈段等 *
三. 进程等待系统调用
如 waitpid(pid,&statloc,opts) 系统调用, 进程发出此系统调用后,阻塞于内核、等待 pid所指进程运行结束 *
3.2.2 进程状态及变化 运行状态(Running):当一个进程正在处理 机上运行时。 就绪状态(Ready):一个进程获得了除处理 机之外的一切所需资源,一旦得到处理机 即可运行. 阻塞状态又称等待状态(Blocked):一个进 程正在等待某一事件而暂 停运行时,如等 待某资源成为可用,等待输入 /输出完成。 创建状态(New):一个进程正在被创建,还 没到转到就绪状态之前的状态。 结束状态(Exit):一个进程正在从系统中消 失时的状态,这是因为进程结束或其它原 因流产所导致。*
第五讲 进程表示与进程状态变化
目的与要求:理解进程概念,掌握进程在系 统中的表示方法,理解进程的创建及其状态 变化。
重点与难点:进程表示与进程创建,状态转 换
习题:1, 2, 4, 5
第三章 进程与处理机管理
3.1 进程描述
进程:是系统中占用处理机及争夺其它系统 资源的实体。用户程序必须在进程中运行。 进程的引入: •为了能在作业内某作业步等I/O时,另一逻 辑上可并行作业步能使用CPU。引入进程 后,逻辑上可并行的作业步可在不同进程 中运行。处理机能在进程间切换。 •引入进程后原多道程序设计系统中的作业 可看成是只有一个进程的作业,作业间可 以并发,而作业内作业步间不能并发。而 新的作业则可包含多个进程。*
相关文档
最新文档