进程的三种状态转换
操作系统 第二章作业本(含答案)
第二章作业第一次作业:1.进程有哪三种基本状态?进程在三种基本状态之间转换的典型原因是什么?答:三种基本状态:就绪状态、执行状态、阻塞状态。
(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(进程调度);(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态:I/O请求(4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成2.在Linux系统中运行下面程序,最多可产生多少个进程?画出进程家族树。
main(){fork();fork();fork();}答:最多可以产生7个进程。
其家族树为:3.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。
答:1)动态性是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合,并存放于某种介质上,其本身并不具有运动的含义,因而是静态的;2)并发性是进程的重要特征,同时也是OS的重要特征。
引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身(没有建立PCB)是不能并发执行的;3)独立性是指进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。
凡未建立PCB的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。
4.分析下列代码的功能:答:sleep_on实现进程的睡眠过程;wake_up实现进程的唤醒过程。
第二次作业:1.同步机制应该遵循哪些基本准则?你认为整型信号量机制遵循了同步机制的哪些基本准则?答:同步机制应遵循四个基本准则:a. 空闲让进:当无进程处于临界区时,应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区,以有效地利用临界资源。
b. 忙则等待:当已有进程进入临界区时,其它试图进入临界区的进程必须等待,以保证对临界资源的互斥访问。
c. 有限等待:对要求访问临界资源的进程,应保证在有限时间内能进入自己的临界区,以免陷入“死等”状态。
d. 让权等待:当进程不能进入自己的临界区时,应立即释放处理机,以免进程陷入“忙等”状态。
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。
进程的运行状态
进程在运行过程中主要是在就绪、运行和阻塞三种状态间进行转换。
创建状态和退出状态描述进程创建的过程和进程退出的过程。
1)运行状态(Running):进程占用处理器资源;处于此状态的进程的数目小于等于处理器的数目。
在没有其他进程可以执行时(如所有进程都在阻塞状态),通常会自动执行系统的空闲进程。
2)就绪状态(Ready):进程已获得除处理器外的所需资源,等待分配处理器资源;只要分配了处理器进程就可执行。
就绪进程可以按多个优先级来划分队列。
例如,当一个进程由于时间片用完而进入就绪状态时,排人低优先级队列;当进程由I/O操作完成而进入就绪状态时,排入高优先级队列。
3)阻塞状态(Blocked):当进程由于等待I/O操作或进程同步等条件而暂停运行时,它处于阻塞状态。
4)创建状态(New):进程正在创建过程中,还不能运行。
操作系统在创建状态要进行的工作包括分配和建立进程控制块表项、建立资源表格(如打开文件表)并分配资源、加载程序并建立地址空间表等。
5)退出状态(Exit):进程已结束运行,回收除进程控制块之外的其他资源,并让其他进程从进程控制块中收集有关信息(如记帐和将退出代码传递给父进程)。
五状态进程模型中的状态转换主要包括下列几种。
操作系统中多个进程的并发执行是通过调度与超时两种转换间的循环,或调度、等待事件和事件出现三种转换间的循环来描述的。
1)创建新进程:创建一个新进程,以运行一个程序。
创建新进程的可能原因包括用户登录、操作系统创建以提供某项服务、批处理作业等。
2)收容(Admit,也称为提交):收容一个新进程,进入就绪状态。
由于性能、内存等原因,系统会限制并发进程总数。
3)调度运行(Dispatch):从就绪进程表中选择一个进程,进入运行状态。
4)释放(Release):由于进程完成或失败而终止进程运行,进入结束状态。
为了简洁,状态变迁图中只画出了运行状态到退出状态间的释放转换;但实际上,还存在从就绪状态或阻塞状态到退出状态的释放转换。
实验一进程控制与描述
死锁检测
死锁检测是通过检测系统状态是否满足死锁条件来确定系 统是否处于死锁状态。
死锁解除
死锁解除是当系统检测到死锁状态时采取措施来解除死锁 的过程。
资源有序分配法
资源有序分配法是一种预防死锁的方法,通过为每个资源 分配一个唯一的序号,并要求进程按照序号递增的顺序请 求资源来避免产生循环等待条件。
03 进程描述
实验一:进程控制与描述
目录
• 进程控制概述 • 进程控制机制 • 进程描述 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析
01 进程控制概述
进程的定义与特性
总结词
进程是程序的一次执行,具有动态性、 并发性、制约性、独立性和制约性等特 性。
VS
详细描述
进程是程序在计算机上的一次执行过程, 它具有动态性,即进程的状态可以在运行 过程中改变;并发性,即进程可以同时存 在于多个状态;制约性,即进程间的相互 制约关系;独立性,即进程是独立的,不 受其他进程的影响;制约性,即进程间的 相互制约关系。
04 实验步骤与操作
实验环境搭建
准备实验所需的操作 系统环境,如Linux 或Windows。
配置网络连接,确保 实验过程中能够访问 外部资源。
安装必要的软件工具, 如任务管理器、终端 等。
进程创建与终止实验
01 打开任务管理器或终端,
查看当前运行的进程。
观察并记录进程的创建 过程和结果,包括进程
PCB中包含了进程标识符、进 程状态、内存指针、文件描述 符表等信息。
通过PCB,操作系统可以对进 程进行创建、切换、终止等操 作,实现对进程的统一管理。
进程状态信息
1
进程状态信息是指描述进程当前状态的变量和数 据结构。
操作系统的进程管理
操作系统的进程管理随着计算机技术的不断发展,操作系统作为计算机系统的核心部件,已经发挥了越来越重要的作用。
在操作系统中,进程管理是其中的一个重要的部分,它对计算机系统的性能和稳定运行起着至关重要的作用。
进程是指正在运行的程序。
在计算机中,进程可以分为操作系统进程和用户进程。
操作系统会为每个进程分配运行所需的资源,并实现对进程的调度、控制和同步等管理功能。
下面我们来详细了解一下操作系统的进程管理。
一、进程的概念与属性进程是指正在运行的程序在操作系统中的抽象,是计算机上的基本执行单位。
每个进程都有独立的内存空间和运行环境,包括CPU时间、内存空间、文件和设备等资源。
进程之间相互独立,不能相互干扰和共享内存。
进程有以下几种属性:1.进程标识:每个进程都有一个唯一的进程标识符PID,用于唯一标识该进程。
2.进程状态:进程可以有三种状态:就绪状态、阻塞状态和运行状态。
其中,就绪状态是指进程已经准备好运行,只需等待CPU调度即可;阻塞状态是指进程正在等待某个事件的完成,例如等待IO操作完成;运行状态是指进程正在执行。
3.进程控制块:每个进程都有一个进程控制块PCB,它是操作系统管理进程的重要数据结构,用于存储进程的运行状态、进程标识、程序计数器、寄存器等信息。
二、进程的状态转换进程可以经历三种状态的转换:就绪状态、阻塞状态和运行状态。
进程状态转换图如下:当一个进程在运行时,如果需要等待某个事件的发生,例如等待IO操作完成,它就会进入阻塞状态。
当阻塞事件完成后,它就会进入就绪状态,等待操作系统调度。
当操作系统调度到该进程并执行时,该进程就会进入运行状态。
三、进程的创建与终止进程的创建是指通过操作系统创建一个新进程的过程。
一般来说,进程的创建需要经过以下几个步骤:1.数据结构初始化:操作系统需要为新进程分配一个唯一的PID,并创建一个对应的进程控制块PCB。
2.程序加载:操作系统需要将新进程的代码和数据从磁盘加载到内存中。
说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因
说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因
进程是操作系统中非常重要的一部分,它把运行中的程序划分为多个基本任务单元,满足一定的调度算法来安排和分配程序占用系统资源的机会。
操作系统将进程分为三种基本状态,分别是运行态、就绪态和阻塞态。
这三种基本状态之间的转换是由一些原因导致的,下面我们就来详细的介绍一下它们的原因。
首先是进程从运行态转换到就绪态的原因。
常见的情况是,当一个程序需要读取设备上的内容时,它就会进入阻塞态,这是因为设备所需要的资源还没准备就绪,所以进程不得不进入就绪态,等待资源准备就绪之后再进入运行态。
其次是进程从就绪态转换到运行态的原因。
这是因为操作系统中的调度器根据一定的算法选择其中一个已经进入就绪态的程序,并分配给它一定的处理机,使之进入运行态,以满足更多的应用程序的需求。
最后是进程从运行态转换到阻塞态的原因。
这个原因很多,但是最常见的一种情况是,当进程需要从设备读取数据或者写入数据时,由于设备速度比处理机慢,所以它就会进入阻塞态,等待此次操作完成后再恢复运行。
综上所述,进程的三种基本状态之间的转换是由多种原因导致的,从运行态到就绪态的原因是因为资源未准备就绪,而从就绪态到运行态转换则是因为处理机分配给它,最后,从运行态到阻塞态的原因则是处理机操作设备速度慢。
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是运行态、阻塞态和就绪态。
这些状态之间的转换有以下几种情况:
1. 就绪态转为运行态:当一个进程被调度器选中,分配到CPU进行执行时,就会从就绪态转为运行态。
2. 运行态转为就绪态:当一个进程在运行时被抢占,或者执行完毕后释放CPU,进入等待调度的状态时,就会从运行态转为就绪态。
3. 运行态转为阻塞态:当一个进程在执行过程中发生某些不可避免的等待事件(如等待用户输入、等待IO操作完成)时,就会从运行态转为阻塞态。
4. 阻塞态转为就绪态:当一个进程等待事件结束后,切换到就绪状态,等待被调度执行时,就会从阻塞态转为就绪态。
5. 阻塞态转为终止态:当一个进程的等待事件永远结束(如等待关闭的设备),或者因为某些异常事件(如访问非法内存)而引发错误,无法继续执行时,就会从阻塞态转为终止态。
以上是进程的基本状态及其转换,不同的操作系统可能会有些差异,但一般都会包括这些状态和转换。
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。
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。
进程系统分配调度的基本单位,线程进行运算调度的最小单位进程和线程生命周期进程的状态线程的同步和互斥
进程系统分配调度的基本单位,线程进⾏运算调度的最⼩单位进程和线程⽣命周期进程的状态线程的同步和互斥进程是计算机中程序关于某数据集合上的⼀次运⾏活动,是系统进⾏资源分配和调度的基本单位进程的状态:⼀个进程的⽣命周期可以划为⼀组状态,这些状态刻画了整个进程,进程状态即体现⼀个进程的⽣命状态。
进程有⼏种状态:就绪状态、运⾏状态、阻塞状态当然理论上上述三种状态之间转换分为六种情况;运⾏——>就绪:1,主要是进程占⽤CPU的时间过长,⽽系统分配给该进程占⽤CPU的时间是有限的;2,在采⽤抢先式优先级调度算法的系统中,当有更⾼优先级的进程要运⾏时,该进程就被迫让出CPU,该进程便由执⾏状态转变为就绪状态。
就绪——>运⾏:运⾏的进程的时间⽚⽤完,调度就转到就绪队列中选择合适的进程分配CPU运⾏——>阻塞:正在执⾏的进程因发⽣某等待事件⽽⽆法执⾏,则进程由执⾏状态变为阻塞状态,如发⽣了I/O请求阻塞——>就绪:进程所等待的事件已经发⽣,就进⼊就绪队列以下两种状态是不可能发⽣的:阻塞——>运⾏:即使给阻塞进程分配CPU,也⽆法执⾏,操作系统在进⾏调度时不会从阻塞队列进⾏挑选,⽽是从就绪队列中选取就绪——>阻塞:就绪态根本就没有执⾏,谈不上进⼊阻塞态。
在⼀些系统中,⼜增加了⼀些新状态,如挂起状态,可运⾏状态,深度睡眠状态,浅度睡眠状态,暂停状态,僵死状态。
线程:线程⽣命周期:线程的⽣命周期:新⽣,线程被实例化,还未被执⾏;就绪,没有抢到cpu时间⽚;运⾏,抢到了时间⽚,cpu开始处理这个线程中的任务;阻塞,线程在执⾏过程中遇到特殊情况,使得其他线程能获得执⾏的机会,被阻塞的线程会等待合适的时机,进⼊就绪状态;死亡,线程终⽌;线程的合并;.join( ) 当前线程将会释放CPU资源,cpu将时间⽚分给要join的线程线程的让步; .yield( ) 当前线程列表⾥优先级⾼于当前线程的可以抢这个CPU资源互斥:指某⼀时刻允许⼀个进程运⾏其中的程序⽚,具有排他性和唯⼀性同步:指在互斥基础上实现进程之间的有序访问,假设现有线程A和线程B,线程A需要往缓冲区写数据,线程B需要从缓冲区读数据,但她们存在⼀种制约关系,即线程A写的时候,B不能读数据,线程B在读数据的时候,A不能写,也即当A写完数据(或B取⾛数据),B才能来拿数据临界资源:能够被多个线程共享的数据/资源。
进程在三个基本状态之间转换的典型原因
进程在三个基本状态之间转换的典型原因“进程”指的是计算机系统下属的程序,它是每一次计算机系统使用的软件单位。
它可以被定义为一组指令和数据组成的一个个单元,用于描述计算机上某一特定任务的运行情况,每一个进程都可以处于三种基本状态,分别为就绪状态、运行状态、阻塞状态。
当一个进程处于就绪状态时,这意味着它已经正式申请被系统调度,等待处理器的分派。
这一状态的变换是很常见的,一般我们常说的服务器或多线程程序,它们就是不断从就绪状态转换到运行状态的过程。
就绪状态的典型原因有多种,一般来说,它可以是因为已经由另一进程产生,也可以是外部输入设备,如键盘或鼠标,或者内部时钟中断,也可以是由操作系统调度程序产生的。
处于运行状态的进程表明它已经被分派了处理器,正在按照其申请资源的配置执行它的任务,这时处理器是由这个进程所有,它将从特定阶段到阶段执行,完成整个任务的过程;当处理器执行完毕后,它将变回到就绪状态。
运行状态的变换的典型原因可以是处理器出现超时,也可以是内存容量不足,或者文件冲突问题,再或者可能是由于进程处理数据的耗时非常长,超出了调度程序设定的时间等等原因。
阻塞状态下的进程表示,当它申请被系统调度时,它等待某些外部条件达到要求之后才能处理,比如说读取某些文件,或者等待某个网络消息到达,或者等待某个进程或设备完成任务等,这些外部条件的不满足会导致进程无法完成,而处于一种等待状态,等待它被唤醒后再次继续执行。
因此,阻塞状态也是进程变换常见的原因之一,一般是因为进程申请的资源不能立刻提供,需要等待其他进程释放资源,或者外部条件达到要求了才能再次运行。
计算机系统中的进程可以处于三种基本状态之间的转换。
从就绪状态转换到运行状态的常见原因是由另一个进程或外部输入设备产生的,处于运行状态的进程可以因为处理器出现超时,或者内存容量不足,或者文件冲突问题等原因,而变换到就绪状态;从运行状态转换到阻塞状态的典型原因有多种,比如等待输入设备输入信号,等待另一个进程完成任务,等待某个资源被释放等,这些变换将会影响程序的运行效率,所以理解其原因对于程序的优化与调度有着重要的意义。
进程的三种基本状态转换关系
进程的三种基本状态转换关系一、引言进程是计算机系统中的基本执行单位,它是程序在计算机上的一次执行过程。
进程的状态转换关系描述了进程在不同状态之间的转换过程。
本文将介绍进程的三种基本状态转换关系,包括进程的创建与终止、进程的阻塞与唤醒、进程的就绪与运行。
二、进程的创建与终止进程的创建是指操作系统根据用户请求或系统自身的需要,动态生成新的进程的过程。
进程的终止是指进程执行完毕或被强制终止时,进程结束其执行过程的过程。
1. 进程的创建进程的创建通常是由操作系统调用一个特定的系统调用函数来完成的。
当用户请求创建新的进程时,操作系统会为新的进程分配必要的资源,包括内存空间、文件描述符等。
然后,操作系统会将新的进程加入就绪队列,等待调度执行。
2. 进程的终止进程的终止可以是正常结束或异常结束。
当进程执行完毕时,它会释放占用的资源,并通知操作系统将其从进程表中删除。
而当进程遇到错误或异常情况时,可能会被操作系统强制终止,同时释放其占用的资源。
三、进程的阻塞与唤醒进程的阻塞是指进程由运行状态转换为阻塞状态的过程,而进程的唤醒则是指进程由阻塞状态转换为就绪状态的过程。
1. 进程的阻塞进程的阻塞通常是由于等待某个事件的发生而导致的。
当进程执行到需要等待某个事件的地方时,它会主动将自己的状态设置为阻塞,并将自己从就绪队列中移除。
此时,操作系统会将进程的控制权交给其他就绪状态的进程。
2. 进程的唤醒当进程等待的事件发生时,操作系统会将其状态设置为就绪,并将其重新加入就绪队列中,等待调度执行。
进程的唤醒通常是由操作系统或其他进程发出的信号触发的,比如资源可用或时间片到期等。
四、进程的就绪与运行进程的就绪是指进程从创建状态转换为就绪状态的过程,而进程的运行则是指进程从就绪状态转换为运行状态的过程。
1. 进程的就绪当进程被创建后,操作系统会将其加入就绪队列中,等待调度执行。
进程的就绪状态意味着它已经准备好了所有执行所需的资源,只等待操作系统为其分配CPU时间片。
进程的三个基本状态
进程的三个基本状态
(1)就绪状态:进程已获得除CPU外的所有必要资源,只等待CPU时的状态。
一个系统会将多个处于就绪状态的进程排成一个就绪队列。
(2)执行状态:进程已获CPU,正在执行。
单处理机系统中,处于执行状态的进程只一个;多处理机系统中,有多个处于执行状态的进程。
(3)阻塞状态:正在执行的进程由于某种原因而暂时无法继续执行,便放弃处理机而处于暂停状态,即进程执行受阻。
(这种状态又称等待状态或封锁状态)
通常导致进程阻塞的典型事件有:请求I/O,申请缓冲空间等。
一般,将处于阻塞状态的进程排成一个队列,有的系统还根据阻塞原因不同把这些阻塞集成排成多个队列。
在一些系统中,进程还有一种很重要的状态是:挂起状态(是该进程暂时不接受调度)。
另外,在实际系统中,为管理需要,还存在着两种比较常见的状态:创建状态和终止状态。
创建状态:此时,进程已经拥有了字节的PCB,但该进程所必需的资源或其它信息(如主存资源)尚未分配,进程自身还未进入主存,即创建工作尚未完成,进程还不能够被调度运行。
(创建进程的两个步骤:为一个新进程创建PCB,并填写必要管理信息;把该进程转入就绪状态并插入就绪队列。
)
终止状态:进程的终止首先要等待操作系统进行善后处理,然后将其PCB清零,并将PCB 空间返还系统。
(当一个进程到达自然结束点或出现了无法克服的错误,或是被操作系统或其它有终止权的进程所终结,它将进入终止状态。
进入终止状态的进程不能再执行,但在操作系统中依然保留一个记录,其中保存状态码和一些计时统计数据,供其它进程收集。
一旦其它进程完成了对终止状态进程的信息提取之后,操作系统将删除该进程。
进程最基本的3种状态的变迁过程
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操作系统实验进程状态转换及其PCB的变化
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人:XX
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 进 程 状 态 转 换
03 P C B 的 变 化
04 实 验 操 作 步 骤
05 实 验 结 果 与 讨 论
Part One
优先级:用于确定进程的调度 优先级
内存指针:指向进程在内存中 的起始地址
PCB在进程状态转换时的变化
PCB中进程状态的变化 PCB中进程优先级的变化 PCB中进程控制块的变化 PCB中进程调度信息的变化
PCB变化的意义
跟踪进程状态转 换:通过PCB的 变化,可以跟踪 进程在操作系统 中的状态转换, 从而更好地理解 操作系统的调度 机制。
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Part Two
进程状态转换
进程的三种基本状态
执行状态:进程已获得CPU, 正在执行
就绪状态:进程已获得除 CPU外的所有必要资源,等 待分配CPU
阻塞状态:进程因等待某个 条件(如I/O操作)而暂时
无法执行
进程状态的转换过程
进程创建状态:新进程从 无到有,创建并初始化 PCB
PCB变化的实现方式
进程状态转换:描述进程在执行过程中状态的变化过程,包括就绪态、 运行态、阻塞态等。
PCB结构:介绍PCB的结构和组成,包括进程名、进程标识符、进程状 态、优先级等。
PCB变化过程:描述在进程状态转换过程中,PCB中各字段的变化情况, 如状态、优先级、时间片等。
调度算法:介绍常见的进程调度算法,如先来先服务、最短作业优先、 优先级调度等,以及它们对PCB变化的影响。
实验结果分析
操作系统进程的基本状态及转换
操作系统进程的基本状态及转换
⼀般⽽⾔,每⼀个进程⾄少应该处于以下三种状态之⼀:
(1)就绪状态(Ready)。
这是指进程已处于准备好运⾏的状态,即进程已分配到除cpu以外的所有必要资源后,只要获得cpu,便可⽴即执⾏。
如果系统中有许多处于就绪状态的进程,通常将它们按⼀定的策略(如优先级策略)排成⼀个队列,称该队列为就绪队列。
(2)执⾏状态(Running)。
这是指进程已获得cpu,其程序正在执⾏的状态。
对任何⼀个时刻⽽⾔,在单处理机系统中,只有⼀个进程处于执⾏状态,⽽在多处理机系统中,则有多个进程处于执⾏状态。
(3)阻塞状态(BLOCK)。
这是指正在执⾏的进程由于发⽣某事件(如I/O请求、申请缓冲区失败等)暂时⽆法继续执⾏时的状态,亦即进程的执⾏受到阻塞。
此时引起进程调
度,OS把处理机分配给另⼀个就绪进程,⽽让受阻进程处于暂停状态,⼀般把这种暂停状态称为阻塞状态,有时也称为等待状态或封锁状态。
通常系统将处于阻塞状态的进程也排成⼀个队列,称该队列为阻塞队列。
实际上,在较⼤的系统中,为了减少队列操作的开销,提⾼系统效率,根据阻塞原因的不同,会设置多个阻塞队列。
如下,为进程的三种状态的转换
1.处于就绪状态的进程,在调度程序为之分配了处理机之后便可执⾏,相应地,其状态就由就绪态变为运⾏态;
2.正在执⾏的进程(当前进程)如果因为分配给它的时间⽚已完⽽被剥夺处理机暂停执⾏时,其状态就由执⾏态转为就绪;
3.如果因为某事件,致使当前进程的执⾏受阻(例如进程访问某临界资源,⽽该资源正被其他进程访问时),使之⽆法继续执⾏,则该进程状态由执⾏转为阻塞。
进程的状态和进程控制块
优点:最简单,容易实现,适用于系统中进程数目不多的 情况。
缺点:调度进程时往往要查找所有的进程控制块,包括 空闲的进程控制块。
进程的状态和进程控制块
1.3 进程控制块的组织
2、链接结构
相同状态的 PCB组成一个 链表,不同状 态对应多个不 同的链表:就绪 链表、等待链 表。
进程的状态和进程控制块
1.2 进程控制块 进程描述信息:
进程标识符(process ID),唯一,通常是一个 整数
进程名,通常基于可执行文件名(不唯一) 用户标识符(user ID);进程组关系
进程的状态和进程控制块
1.2 进程控制块 进程控制信息:
当前状态 优先级(priority) 代码执行入口地址 程序的外存地址 运行统计信息(执行时间、页面调度) 进程间同步和通信 阻塞原因 进程的队列指针 进程的消息队列指针
但由于无CPU暂时不能运行的状态(当调度给 其CPU时,立即可以运行)
阻塞态(Blocked):等待态、睡眠态。指进程因 等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态 (即使CPU空闲,该进程也不可运行)
进程的状态和进程控制块
1.1 进程的状态
进果系统中有N个进程,运行的进程最多几个,
操作系统
进程的状态和进程控制块
1.1 进程的状态 进程的三种基本状态:就绪,运行,阻塞
进程在生命消亡前处于且仅处于三种基本状态 之一。
不同系统设置的进程状态数目不同
进程的状态和进程控制块
1.1 进程的状态 运行态(Running):进程占有CPU,并在CPU上
运行 就绪态(Ready):一个进程已经具备运行条件,
操作系统之进程转换
2. 某系统的进程状态转换如图所示,请说明:1引起各种状态转换的典型事件有哪些?2当我们观察系统中某些进程时,能够看到某一进程产生的一次状态转换能引起另一个进程作一次状态转换。
在什么情况下,当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换1;3试说明是否会发生下述因果转换:2→13→24→1解答:4在本题所给的进程状态转换图中,存在四种状态转换。
当进程调度程序从就绪队列中选取一个进程投入运行时引起转换1;正在执行的进程如因时间片用完而被暂停执行就会引起转换2;正在执行的进程因等待的事件尚未发生而无法执行(如进程请求完成I/O)则会引去转换3;当进程等待的事件发生时(如I/O完成)则会引起转换4。
5如果就绪队列非空,则一个进程的转换3会立即引去另一个进程的转换1。
这是因为一个进程发生转换3意味着正在执行的进程由执行状态变为阻塞状态,这时处理机空闲,进程调度程序必然会从就绪队列中选取一个进程并将它投入运行,因此只要就绪队列非空,一个进程的转换3能立即引起一个进程的转换1。
6所谓因果转换指的是有两个转换,一个转换的发生会引起另一个转换的发生,前一个转换称为因,后一个转换成为果,这两个转换称为因果转换。
当然这种因果关系并不是什么时候都能发生,而是在一定条件下才能发生。
2→1:当某进程发生转换2时,就必然引起另一个进程的转换1。
因为当发生转换2时,正在执行的进程从执行状态变为就绪状态,进程调度程序必然会从就绪队列中选取一个进程投入运行,即发生转换1。
3→2:某一进程的转换3决不可能引起另一个进程发生转换2。
这是因为当前执行进程从执行状态变为阻塞状态,不可能又从执行状态变为就绪状态。
4→1:当处理机空闲且就绪队列为空时,某一进程的转换4就会引起该进程的转换1。
因为此时处理机空闲,一旦某个进程发生转换4,就意味着有一个进程从阻塞状态变为就绪状态,因而调度程序就会将就绪队列中的此进程投入运行。
一、进程的三种基本状态进程在运行中不断地改变其运行状态。
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p->next=ExeP->next;
ExeP->next=NULL;
阻塞状态向就绪状态转化void BlockToReady(LinkList BlockP,LinkList ReadyP,DataType key)
{ LinkList p,q;
p=LocateNode(BlockP,key);
进程状态转换中,存在四种状态转换。当进程调度程序从就绪队列中选取一个进程投入运行时引起转换1;正在执行的进程如因时间片用完而被暂停执行就会引起转换2;正在执行的进程因等待的事件尚未发生而无法执行(如进程请求完成I/O)则会引去转换3;当进程等待的事件发生时(如I/O完成)则会引起转换4。
六、实验总结(含实验心得体会,收获与不足等)
FreeP->next=p->next;
p->data=key;
q=ReadyP;
while(q->next)
q=q->next;
q->next=p;
p->next=NULL;}
就绪状态向执行状态转化void ReadyToExe(LinkList ReadyP,LinkList ExeP,DataType key)
二、实验内容(含实验原理介绍)
1.就绪状态:当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源,只要获得处理机便可立即执行,这时的进程状态称为就绪状态。
2.执行状态:当进程已获得处理机,在执行的进程,由于等待某个事件发生而无法执行时,便放弃处理机而处于阻塞状态。引起进程阻塞的事件可有多种,例如,等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等
{
ExeP->next=LocateNode(ReadyP,key);
ClearList(ReadyP,key);
ExeP->next->next=NULL;
printf("Execute process %c success.\n",key);
}
执行状态向就绪状态转化void ExeToReady(LinkList ExeP,LinkList ReadyP)
case 'P': //输入进程名
if(LocateNode(ReadyP,Name))
ReadyToExe(ReadyP,ExeP,Name);
case 'E': //结束进程
while(temp->next)
temp=temp->next;
temp->next=ExeP->next;
ExeP->next=NULL;
通过本次实验,加深了我对进程概念及进程管理的理解;比较熟悉进程管理中主要数据结构的设计及算法。也让我认识到自己的不足,操作系统的有些知识,我知道的还不多,没有掌握好,还需要多多学学,不断提升自己的能力。
注:双面打印
三、实验过程及步骤(包含使用软件或实验设备等情况)
实验设备:装有vc++6.0的pc
实验步骤:
创建链表LinkList CreateListR(int Num)
LinkList head = (LinkList)malloc(sizeof(ListNode))
s=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode))
q=ReadyP;
while(q->next)
q=q->next;
q->next=p;
ClearList(BlockP,key);
p->next=NULL; }
执行状态向阻塞状态转化void ExeToBlock(LinkList ExeP,LinkList BlockP)
{LinkList p;
p=BlockP;
返回key结点位置LinkList LocateNode(LinkList head,DataType key)
{while (head->data != key && head)
head=head->next;
return head;}
删除进程LinkList LocateNode(LinkList head,DataType key)
while (head->data != key && head)
head=head->next
return head
显示链表void ShowList(LinkList head)
head = head->next;
在链表中删除结点key void ClearList(LinkList head,DataType key)
printf("End process %c success.\n",temp->next->data);
case 'B': //清空进程
if(ExeP->next)
printf("Block process %c success.\n",ExeP->next->data);
else
printf("Error: No process executing.\n");
case 'w': //唤醒进程Name=getchar();
getchar();
if(LocateNode(BlockP,Name))
printf("Wakeup process %c success.\n",Name);
}
... }
四、实验结果(含算法说明、程序、数据记录及分析等,可附页)
五、实验思考题
删除链表void DeleteList(LinkList head)
{head=p->next;
free(p);
p=head;}
创建链表向就绪状态转化void FreeToReady(LinkList FreeP,LinkList ReadyP,DataType key)
{p=FreeP->next;
while(p->next)
p=p->next;
p->next=ExeP->next;
ExeP->next=NULL;
int main()
{ ...cmd=getchar();
switch(cmd)
{ case 'c': //创建进程
while(LocateNode(ReadyP,Name)||LocateNode(BlockP,Name)
实验报告
实验名称
进程的三种状态转换
专业
计算机科学与技术
课程名称
操作系统
指导老师
张海燕老师
班级
2011级二表1班
姓名
姜玉龙
学号
**********
评分
实验地点
1c26217
实验日期
2013/09/18
一、实验目的
1.熟悉进程管理及其相关的基本概念。
2.通过实验掌握进程的三种转化,执行,就绪,阻塞及其相关知识。
||LocateNode(ExeP,Name))
Name=Name+1;
if((LocateNode(ReadyP,Name) || LocateNode(ExeP,Name)
||LocateNode(BlockP,Name)) == NULL)
FreeToReady(FreeP,ReadyP,Name);