《计算机操作系统》第2章.ppt

实例目的
❖强调编写代码规范； ❖加深理解操作系统的CPU调度策略； ❖掌握分析方法：流程图，伪代码,N-S； ❖掌握用c语言开发项目的思路； ❖掌握测试方法； ❖学会书写相关文档。
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模块设计
❖void main()：CPU调度主函数 ❖void jobSchedule()：进程调度 ❖void initJobs()：初始化进程控制块列表 ❖void OSRun()：模拟操作系统的运行 ❖PCB * createJob()：进程创建 ❖void showJobinfo(PCB *job)：显示进程信息 ❖void doJob(PCB *job)：运行指定的进程 ❖int random(int imaxvalue)：生成随机整数
5
p3 p2 p1
6
p2 p3 p1
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其他算法
❖优先级法：队列中优先级最高的进程投入运 行，而不管CPU周期的长短和其他因素。 ❖轮转法：按一定时间片(记为q)轮番运行各个 进程。如果q是一个定值，则轮转法是一种对 各进程机会均等的调度方法。 ❖多队列反馈法：把就绪进程按优先级排成多 个队列，同队列的进程具有相同的时间片。高 优先级队列的时间片比低优先级队列的小。
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Linux进程的属性
❖进程ID； ❖父进程和父进程的ID； ❖用户ID（UID）和所归属Fra Baidu bibliotek组（GID）； ❖进程状态：分为运行R、休眠S、僵尸Z； ❖进程执行的优先级； ❖进程所连接的终端名。
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Linux进程管理工具 ❖ Ps：监视进程工具 ； ❖ Pgrep：通过程序的名字来查询进程的工具 ； ❖ kill：终止进程 ； ❖ top监视系统任务的工具 。
计算机操作系统
回顾
操作系统概论
操作系统基本概念和发展史
操作系统类型
批处理
分时、实时 网络 分布式
操作系统接口及接口实例
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第2 章
进程与线程
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本章目标
掌握进程的概念 掌握进程调度的原理 掌握进程通信机制 了解线程的概念
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什么是进程
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P1
0
P2 P3
t
24 27 30
结果
p1需24ns p2需(24+3)ns p3需要t3=(24+3+3)ns 平均为（24+27+30）/3=27ns
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最短周期优先法 将周期短的进程放在前面，长的放在后面。
1
p1 p2 p3
2
p1 p3 p2
3
p2 p1 p3
4
p3 p1 p2
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进程与程序的区别 ❖程序是“静止”、无生命的，进程是“活动” 的。 ❖程序可以脱离机器长期保存，而进程是执行着 的程序。 ❖程序不具有并发特征，不占系统资源，进程则 相反，并受到其他进程的制约和影响。 ❖一个程序可对应多个进程。
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❖运行状态 ❖就绪状态 ❖等待状态
❖一个线程可以创建和撤销另一个线程； ❖同一进程中的多个线程之间可以并发执行； ❖线程同样有就绪、阻塞和执行三种基本状态。
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线程与进程的比较
❖线程是调度和分配的基本单位，而进程是资源拥 有的基本单位； ❖进程间可并发执行，进程中的线程亦可并发执行； ❖进程的调度与切换都是由操作系统内核完成，而 线程则既可由操作系统内核完成，也可由用户程序 进行。
什么是进程 进程是一个可并发执行的具有独立功能的 程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操 作系统进行资源分配和保护的基本单位。简单的 说：程序的一次执行就是一个进程。
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进程的特性 ❖一个程序可以派生多个进程。 ❖多个不同程序运行时，也会有多个相对应进程 与其对应。 ❖进程是动态的，有始有终，有生命周期，有进 程状态变化。
进程的三种基本状态
等待态 就绪态
运行态
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进程状态的变迁
进进进进
进进1 进进
进进进进
进进3 进进
进进进进进进
进进
进进2 进进
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进程调度的概念 进程调度也称为处理机调度，它协调和控制 各进程对CPU的使用。相应的进程调度程序可叫 分配程序或低级调度程序。
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CPU调度实例
实例说明
实例目的
CPU调度
模块设计 流程图
模块测试
代码实践
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实例说明 功能是模拟CPU的调度，调度策略为基于 动态优先级的调度策略。实例是使用C语言实 现，可以在多种编译工具上进行调试（比如 vc6.0,turbo c等）。
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进程调度算法
调度算法
先来先服务 最短周期优先 优先级法 轮转法 多队列反馈法
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先来先服务
只考虑进程进入就绪队列的先后，而不考虑 它的下一个CPU周期的长短及其他因素。
p2 p1
p3 p2 p1 进程就绪队列
进程就绪队列
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先来先服务举例
设P1占CPU时间为24ns，P2为3ns，P3为3ns。 则执行情况如下所示：
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进程1
共享存储原理图
进程2
存储区域
进程3
进程4
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进程控制块
进程控制块（PCB）是描述进程名字、状态、程 序段与数据段的数据结构。
PCB
…
私有数据块
…
…
程序段
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线程的概念 线程是进程的一个实体，被系统独立调度和 分配。除寄存器和栈等，本身基本不拥有系统资源。
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死锁
死锁就是多个进程竞争资源而形成的一种僵持局面
死锁的起因
系统内的资源数量不足 进程推进的顺序不当
防范死锁机制
死锁预防
打破资源的互斥和不可剥夺条件 打破死锁的环路条件
死锁避免（防止系统进入不安全状态）
检测与恢复
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进程通信
软中断（通过发送信号给进程来实现） 共享存储（将信息发送到存储区域，供接受进程读取） 共享文件（进程间通过共享文件来传达信息） 消息传递（把一组比特位传递到对方进程的接受地点） 信箱（信箱头和包括若干信格的信箱体组成）
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main()
CPU调度流程图
系统运行函数
初始化系统 进程列表
系统运行 标志为1
No
退出程序