进程和进程控制(精)

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软件技术基础模拟试题(精)

软件技术基础模拟试题(精)

软件技术基础模拟试题(第二十四次省统考一、是非判断题(正确选填A,错误选填B(每小题1分,共10分1. 顺序表和线性链表的物理存贮形式都是顺序存贮。

( 12. 数据类型是某种程序设计语言中已实现的数据结构。

( 23. 如果通过软件测试没有发现错误,则说明软件是完全正确的。

( 34. 快速原型模型可以有效地适应用户需求的动态变化。

( 45. 不同进程之间的动作在时间上不能重叠。

( 56. 分区式存储管理能够进行存储空间共享。

( 67. 链接文件和索引文件都可以非连续存放。

( 78. 中断处理一般分为中断响应和中断处理两个步骤。

前者由软件实施,后者主要由硬件实施。

( 89. 在C++语言中,“重载”表达了最简单的多态性。

( 910.进程调度根据一定的调度算法,从等待队列中挑选出合适的进程。

( 10(参考答案:1~10:ABBAB BABAB二、单项选择题:(每小题1分,共5分1. 在数据结构中,一个存储结点存放一个(11 。

11 (A 数据项(B 数据元素(C 数据结构(D 数据类型2. 把逻辑地址转变为存储的物理地址的过程称作(12 。

12 (A 编译(B 连接(C 运行(D 重定位3. SPOOLing技术可以实现设备的(13 分配。

13 (A 虚拟(B 共享(C 独占(D 物理4. 允许用户把若干作业提交计算机系统集中处理的操作系统称为(14 。

14 (A 分时操作系统(B 实时操作系统(C 网络操作系统(D 批处理操作系统5. 进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是(15 。

15 (A 被选中占有处理机(B 时间片用完(C 等待的事件已发生(D 等待某一事件(参考答案:BBADB软件技术基础模拟试题(第二十三次省统考一、是非判断题(正确选填A,错误选填B(每小题1分,共10分1. 数据在计算机内在中的表示是指数据的存储结构。

( 12. 能影响中断响应次序的技术是中断优先级和中断屏蔽。

( 23. 链表可以随机访问任意一个结点,而顺序表则不能。

信息技术教案:进程的描述与控制

信息技术教案:进程的描述与控制

信息技术教案:进程的描述与控制进程的描述与控制一、前驱图和程序执行1.前驱图的定义。

(略)2.程序顺序执行⑴程序顺序执行概念⑵程序顺序执行的特征:顺序性、封闭性、可再现性封闭性:所谓封闭性是指程序一旦开始执行,其执行过程不受任何外界因素影响。

顺序性:当程序在处理机上执行时,处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。

确定性:其程序执行结果与执行速度、时间的无关性。

可再现性:指程序对一组数据的重复执行必得到相同的结果。

3.程序并发执行⑴程序并发执行使一个程序分成若干个可同时执行的程序模块的方法成为并发程序设计,能够并发执行的程序成为并发程序。

⑵程序顺序执行的特征:间断性、失去封闭性、不可再现性(举例说明)4.并发程序与顺序程序的比较顺序程序并发程序执行过程顺序执行并发执行程序与执行对应一一对应一个程序可对应多个执行封闭性独占资源,具有封闭性共享资源,不具有封闭性确定性具有无可再现性具有无程序间关系无有间接制约或直接制约关系5.程序并发执行的条件(保持可再现性)两段程序间无共享变量或对共享变量仅有读操作。

二、进程的描述1.进程的引入和定义⑴进程引入的原因进程:操作系统中最基本、最重要的概念多道程序设计出现以后,为了刻划系统内部出现的情况,描述系统内部各作业的活动规律引入的。

多到系统的特点:并行性、程序间的制约、动态特征程序是静态的,不能并行⑵进程的定义通用定义:(举例解释)⑶进程的特征:动态性、并发性、独立性、异步性、结构特征⑷进程和程序的区别与联系区别:进程是一动态概念,而程序则是一静态概念。

程序是指令的有序集合,永远存在,进程强调的是执行,是程序在数据集上的一次执行,有创建有撤销,存在是暂时的;进程具有并发性,而程序没有;进程是竞争计算机资源的基本单位,程序不是。

联系:进程是程序在数据集上的一次执行;一个程序可对应多个进程,一个进程可包括多个程序。

2.进程的基本状态:⑴进程的三种基本状态:(引入状态的原因)等待态:就绪态:运行态:进程的状态不断发生变化,但任何时候都要处于某种状态。

第4章 进程控制

第4章 进程控制

通信信息
进程间进行通信时所记录的有关信息
家族联系
指明本进程与家族的联系 占有资源清单
进程的特征
结构特征:进程除了程序段、数据段还 包括PCB 动态性:进程是一个程序的执行,是动 态的,是有生命周期的。 并发性:多个进程实体能同存于内存中, 且在一段时间内同时运行。 独立性:独立运行,独立申请资源,独 立接受调度。 异步性:进程按各自独立的、不可预知 的速度向前前进。 动态性和并发性是进程的最基本特征。
进程等待原语的实现
入口
保护进程的CPU现场到PCB结构中
置该进程为”等待”状态
将该进程PCB结构插入到等待队列中
转进程调度
5. 进程唤醒 进程唤醒原语的形式 当处于等待状态的进程所期待的事件来到时, 由发现者进程使用唤醒原语叫唤醒它。 wakeup(chan) 入口参数chan:进程等待的原因。 进程唤醒原语的功能 当进程等待的事件发生时,唤醒等待该事件的 进程。
响了程序速度。
程序的并发执行使得程序失去了顺序 性,封闭性和可再现性,用“程序” 无法描述这些特征,因此引入了“进 程这个概念”。
4.2 进程的概念 4.2.1进程的定义
1. 进程定义
什么是进程 所谓进程,就是一个程序在给定活动空间和初始环 境下, 在一个处理机上的执行过程。
进程与程序的区别
程序是静态的概念;进程是动态的概念
进程是一个独立运行的活动单位
进程是竞争系统资源的基本单位
一个程序可以对应多个进程;一个进程至少包含一
个程序。
2. 进程的状态
进程的基本状态
运行状态(running)
该进程已获得运行所必需的资源,它的程序正在处理机 上执行。
等待状态(wait)

进 程 控 制

进 程 控 制

(3)算法特点
多级反馈轮转算法主要有以下几个方面的特点: 1) 较快的响应速度和短作业优先。 2) 输入/输出进程优先。 3)运算型进程有较长的时间片。 4)采用了动态优先级,使那些较多占用珍贵资源CPU的进程优
先级不断降低;采用了可变时间片,以适应不同进程对时间 的要求,使运算型进程能获得较长的时间片。 总之,多级反馈轮转算法不仅体现了进程之间的公平性、进程 的优先程度,又兼顾了用户对响应时间的要求,还考虑到了 系统资源的均衡和高效率使用,提高了系统的吞吐能力。
(1)该进程已完成所要求的功能而正常终止; (2)由于某种错误导致该进程非正常终止; (3)祖先进程要求撤消某个子进程。
无论哪一种情况导致进程被撤消,进程必须释放它占 用的各种资源和PCB本身,以利于资源回收利用。
进程撤消由两部分构成,如下图所示。
子进程入口
释放资源
清除PCB除进 程ID外的内 容 通知父进程
(1)多级反馈队列
多级反馈轮转算法的核心是就绪进程的组 织采用了多级反馈队列。
多级反馈队列是将就绪进程按不同的时 间片长度(即进程的不同类型)和不同 的优先级排成多个队列,如图 (a)所示。 而且一个进程在其生存期内,将随着运 行情况而不断地改变其优先级和能分配 到的时间片长度,即调整该进程所处的 队列。
(1)机器指令级原语。这类原语的特点 是执行期间不允许中断,在操作系统中它
是个不可分割的基本单位。例如
“X=X+1”,其实是由以下汇编语句组成:
LOAD ADDI STORE
A,X A,1 A,X
(2)功能级原语。其特点是作为原语的 程序段不允许并发执行。
返回
进程控制原语就是操作系统中用于创建、撤 消进程以及完成进程各状态间转换的特殊程 序。

进程控制的基本原理和方法

进程控制的基本原理和方法

进程控制的基本原理和方法进程控制是操作系统中的一个重要概念,它涉及到操作系统如何管理和控制正在运行的进程。

进程控制的基本原理和方法是操作系统中的核心内容之一。

我们来了解一下进程的基本概念。

在操作系统中,进程是指正在执行的程序的实例。

每个进程都有自己的地址空间、寄存器和堆栈等资源,它们可以独立地运行和管理自己的资源。

进程可以被创建、调度、暂停、恢复和终止等。

进程控制的基本原理之一是进程的创建和终止。

进程的创建是通过调用操作系统提供的系统调用来实现的。

当一个进程需要创建新的进程时,它会调用系统调用创建一个新的进程,并为其分配资源。

进程的终止是指进程执行完成或者被强制终止的过程。

当一个进程执行完成时,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。

进程控制的另一个重要原理是进程的调度和切换。

调度是指操作系统根据一定的策略从就绪队列中选择一个进程分配给CPU执行的过程。

调度的目的是实现CPU的高效利用和公平分配。

调度算法有多种,如先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、时间片轮转等。

进程切换是指操作系统在进程调度时,将一个进程的执行状态保存起来,并将CPU的控制权转移到另一个进程的过程。

进程切换需要保存和恢复寄存器、堆栈等进程的上下文信息。

进程控制的方法之一是进程同步和互斥。

在多进程环境下,进程之间需要共享资源或者相互合作完成任务。

为了保证数据的一致性和正确性,操作系统提供了各种同步机制,如信号量、互斥锁、条件变量等。

进程同步的目的是协调各个进程之间的执行顺序,避免竞争条件的发生。

进程互斥则是为了保护共享资源,防止多个进程同时访问和修改资源,从而导致数据的不一致。

进程控制还涉及进程通信和进程间的协作。

进程通信是指不同进程之间交换数据或者信息的过程。

进程通信可以通过共享内存、管道、消息队列、套接字等方式实现。

进程间的协作是指多个进程之间相互合作,共同完成某个任务的过程。

操作系统提供了各种机制来实现进程间的协作,如进程间信号的发送和接收、事件的等待和通知等。

第二章、进程的描述与控制

第二章、进程的描述与控制

第⼆章、进程的描述与控制第⼆章、进程的描述与控制2.1 前趋图和程序执⾏2.1.1 前趋图概念:所谓前趋图:指⼀个有向⽆循环图(DAG),它⽤于描述进程之间执⾏的先后顺序。

2.1.2 程序顺序执⾏特征:顺序性封闭性:指程序在封闭的环境中运⾏,程序运⾏时独占全机资源,资源的状态只有本程序才能改变,程序⼀旦开始执⾏,其执⾏结果不受外界因素影响可再现性:只要条件相同还会得到相同的执⾏结果。

2.1.3 程序并发执⾏特征:间断性失去封闭性不可在现性2.2进程的描述2.2.1 进程的定义和特征定义为了使程序并发执⾏,并且可以对并发执⾏的程序加以描述和控制,⼈们引⼊了进程的概念。

为了使参与并发执⾏的每个程序都能独⽴运⾏,在操作系统中必须为之分配⼀个专门的数据结构,称为进程控制块(PCB)。

系统利⽤PCB 来描述进程的基本情况和活动过程,进⽽控制和管理进程。

因此进程的定义为:由程序段、相关的数据段和由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成的进程实体。

⽐较典型的定义有: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具有独⽴功能的程序在⼀个数据结合上运⾏的过程,它是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位。

进程的特征动态性并发性独⽴性异步性2.2.2 进程的基本状态以及转换进程三种基本状态由于多个进程在并发执⾏时共享系统资源,致使他们在运⾏过程中呈现间断性的运⾏规律,所以进程在⽣命周期内可能具有不同状态。

⼀般⽽⾔,每个进程⾄少应处于以下三种基本状态:就绪(Ready)状态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,只要再获得CPU就可以⽴即执⾏。

如果有多个就绪状态的进程。

就绪队列通常按照⼀定的策略排成⼀个队列,称该队列为就绪队列执⾏(Running)状态指进程已经获得CPU,其程序正在执⾏的状态。

在单处理机系统中,只有⼀个进程处于执⾏状态,⽽多处理机系统则有多个进程处于阻塞(Block)状态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,即进程的执⾏受到了阻塞。

Linux系统编程之进程控制(进程创建、终止、等待及替换)

Linux系统编程之进程控制(进程创建、终止、等待及替换)

Linux系统编程之进程控制(进程创建、终⽌、等待及替换)进程创建在上⼀节讲解进程概念时,我们提到fork函数是从已经存在的进程中创建⼀个新进程。

那么,系统是如何创建⼀个新进程的呢?这就需要我们更深⼊的剖析fork 函数。

1.1 fork函数的返回值调⽤fork创建进程时,原进程为⽗进程,新进程为⼦进程。

运⾏man fork后,我们可以看到如下信息:#include <unistd.h>pid_t fork(void);fork函数有两个返回值,⼦进程中返回0,⽗进程返回⼦进程pid,如果创建失败则返回-1。

实际上,当我们调⽤fork后,系统内核将会做:分配新的内存块和内核数据结构(如task_struct)给⼦进程将⽗进程的部分数据结构内容拷贝⾄⼦进程添加⼦进程到系统进程列表中fork返回,开始调度1.2 写时拷贝在创建进程的过程中,默认情况下,⽗⼦进程共享代码,但是数据是各⾃私有⼀份的。

如果⽗⼦只需要对数据进⾏读取,那么⼤多数的数据是不需要私有的。

这⾥有三点需要注意:第⼀,为什么⼦进程也会从fork之后开始执⾏?因为⽗⼦进程是共享代码的,在给⼦进程创建PCB时,⼦进程PCB中的⼤多数数据是⽗进程的拷贝,这⾥⾯就包括了程序计数器(PC)。

由于PC中的数据是即将执⾏的下⼀条指令的地址,所以当fork返回之后,⼦进程会和⽗进程⼀样,都执⾏fork之后的代码。

第⼆,创建进程时,⼦进程需要拷贝⽗进程所有的数据吗?⽗进程的数据有很多,但并不是所有的数据都要⽴马使⽤,因此并不是所有的数据都进⾏拷贝。

⼀般情况下,只有当⽗进程或者⼦进程对某些数据进⾏写操作时,操作系统才会从内存中申请内存块,将新的数据拷写⼊申请的内存块中,并且更改页表对应的页表项,这就是写时拷贝。

原理如下图所⽰:第三,为什么数据要各⾃私有?这是因为进程具有独⽴性,每个进程的运⾏不能⼲扰彼此。

1.3 fork函数的⽤法及其调⽤失败的原因fork函数的⽤法:⼀个⽗进程希望复制⾃⼰,通过条件判断,使⽗⼦进程分流同时执⾏不同的代码段。

第3章 进程控制

第3章 进程控制

UNIX 进 程 描 述
§5 什么是进程(Process、Task)
四 、
例2:当进行中断处理和系统调用时,都将涉及进程上下 文的保存和恢复,此时系统所保存和恢复的是 的上 下文。 A.系统进程 C.不同进程 B.同一个进程 D.其它进程 。
UNIX 进 程 描 述
例3:进程上下文包括如下各项,除了 A.用户打开文件表 C.中断向量 B.PCB D.核心栈
§4 Bernstein条件
例2:已知求值公式(A2+3B)/(B+5A),若A、B已赋值,试画出 该公式求值过程的前趋图。 分析: S1: x1=A*A S2: x2=3*B S3: x3=5*A S4: x4=x1+x2
S5: x5=B+x3 S6: x6=x4/x5
§5 什么是进程(Process、Task)
PCB
§5 什么是进程(Process、Task)
三 、 进 程 控 制 块
例1:在操作系统中, 位。 A. 程序 B.进程 是竞争和分配资源的基本单 C.作业 D.用户 的,
例2(大连理工)进程与程序的主要区别在于进程是 而程序是 的。一个程序可对应 个进程。
进程是动态的概念,而程序是静态的概念。 进程可执行一或多个程序,程序可为多个进程并发执行。 进程是暂存的,而程序可作为资料长期保存。
§2 前趋图
前趋图是描述并发序列时序关系的有向无循环图。 二、前驱(偏序)关系→ 3.前趋图中,没有前趋的结点称作初始结点,没 有后继的结点称作终止结点。
§3 程序并发执行
eg:有一组计算程序。
多道并行
§3 程序并发执行
一、失去连续性,呈现间断性。
多道并行
§3 程序并发执行

进程的控制方法

进程的控制方法

进程的控制方法
1、进程创建:创建一个新的进程,可以使用系统调用如fork()、
exec()、CREATE等函数来实现。

2、进程终止:进程完成其任务后,主动调用exit()或_exit()
函数来终止自己。

3、进程阻塞:进程主动调用阻塞原语,如semwait()、msgrcv
()等,将自己的状态由运行变为等待状态。

4、进程唤醒:进程被阻塞后,等待某个事件的发生,如消息的到
来或信号量的增加,然后被唤醒。

5、进程同步:进程在并发执行过程中,由于共享资源而产生竞争,
需要采取措施进行协调,如信号量、消息队列、管程等。

6、进程通信:进程之间需要传递消息和共享数据,可以使用管道、
共享内存、消息队列、信号等机制进行通信。

7、进程调度:操作系统根据一定的调度算法,将CPU的时间片分
配给各个进程,控制它们的执行顺序和时间。

8、进程撤销:进程在执行过程中出现错误或异常情况,需要调用
撤销原语,如kill()、exit()等,终止该进程的执行。

9、进程死锁:进程在等待对方释放资源时出现相互等待的情况,
导致两个或多个进程都无法继续执行,需要采取措施避免死锁的发生。

实验一进程控制与描述

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。

进程控制

进程控制
的I/O操作已经完成),则由另外的与阻塞进程相关的进程(如完成 I/O操作的进程)调用唤醒原语,将等待该事件的进程唤醒。阻塞 进 程不能唤醒自己。
进程唤醒步骤:原语wakeup()
从相应的等待队列中移出进程; 修改进程PCB的有关信息,如进程状态改为就绪态,并移入就绪队列
6
进程控制
进程的挂起与激活
8
ห้องสมุดไป่ตู้
进程终止过程如下:
根据撤销进程标识号,从相应队列中找到并移出它; 将该进程拥有的资源归还给父进程或操作系统; 若该进程拥有子进程,先撤销它的所有子进程,以防它们脱离控制; 回收PCB。
4
进程控制
进程的阻塞和唤醒 1、进程的阻塞
引起进程阻塞的事件: 请求系统服务 启动某种操作 新数据尚未到达 无新工作可作
挂起原语的功能:原语suspend()
自身挂起、挂起具有指定标识符的进程、将其进程及 其全部或部分“子孙”挂起。 激活原语功能:原语active() 使处于静止状态的进程变为活动。
7
进程控制
思考与练习: (2000,华中科技大学)现代操作系统一般都提供多进程(或称多任务 ) 运行环境,试回答以下问题: 1 为支持多道程序的并发执行,系统必须建立哪些关于进程的数据 结构? 2 为支持进程状态的变迁,系统至少应提供哪些进程控制原语? 3 执行每一个进程控制原语,进程状态发生什么变化?
进程控制
进程控制
进程控制的主要任务是对进程生命周期进程控制,即要负责进程的创建、 撤消以及实现进程的状态转换和进程通信等功能。这是系统的基本功能 , 由内核中相应的原语完成。 原语(primitive or atomic action): 是OS内核中由若干多机器指令构 成的完成某种特定功能的一段程序,其执行具有不可分割性,即原子特 征。亦即原语的执行必须是连续的,不能是并发或被中断的。单机系统 中的实现方式之一:屏蔽中断。 原语的特点:原子性、中断屏蔽性

进程概念、进程控制

进程概念、进程控制
15
3.1 进程的概念
进程的概念是60年代初首先由麻省理工学院 进程的概念是60年代初首先由麻省理工学院 60 MULTICS系统和IBM公司的CTSS/360系统 系统和IBM公司的CTSS/360 的MULTICS系统和IBM公司的CTSS/360系统 引入的。进程有很多各式各样的定义, 引入的。进程有很多各式各样的定义,如: 进程是一个可以并行执行的计算部分 进程是一个抽象实体,当它执行某个任务时, 进程是一个抽象实体,当它执行某个任务时, 将要分配和释放各种资源 进程是一个独立的可以调度的活动 等等
2.进程控制信息: 2.进程控制信息: 进程控制信息
当前状态(就绪态、执行态、等待态) 当前状态(就绪态、执行态、等待态) 进程优先级(priority) 进程优先级(priority) 进程开始地址 运行统计信息, 运行统计信息,进程占有和利用资源的情况 通信信息
27
ห้องสมุดไป่ตู้
3.资源管理信息: 3.资源管理信息: 资源管理信息 有关存储器的信息 使用输入输出设备的信息 有关文件系统的信息等 4.CPU现场保护信息 现场保护信息: 4.CPU现场保护信息: 存储退出执行时的进程现场数据, 存储退出执行时的进程现场数据,当该进 程重新恢复运行时恢复处理器现场。 程重新恢复运行时恢复处理器现场。 •包括通用寄存器内容、控制寄存器内容、 包括通用寄存器内容、控制寄存器内容、 包括通用寄存器内容 用户堆栈指针、系统堆栈指针等。 用户堆栈指针、系统堆栈指针等。
25
PCB的内容 不同系统不尽相同) PCB的内容 (不同系统不尽相同)
26
PCB的内容 PCB的内容
1.进程描述信息: 1.进程描述信息: 进程描述信息
进程标识符(process ID,唯一, 进程标识符(process ID,唯一,通常是一个整 数)或进程名 用户名或用户标识符(user 用户名或用户标识符(user ID) 家族关系

计算机导论知识归纳精华重点(考前必备)(精)

计算机导论知识归纳精华重点(考前必备)(精)

计算机导论知识归纳1. 1946年第一台电子数字计算运行成功。

名叫:埃尼阿克。

英文缩写:ENIAC 。

2.Inter(英特尔公司成立于 1968年。

3. 计算机的分类:超级计算机、大型计算机、小型计算机、个人计算机、嵌入式计算机。

4.计算机的特点:a. 高速、准确的运算能力; b. 准确的逻辑判断能力; c. 强大的存储能力; d. 自动功能; e. 网络与通信功能。

5. 计算机的应用:a. 科学计算 (如:数学、化学、原子能等基础科学的研究b. 自动控制 (如:应用于工业、农业、科学技术、国防及我们的日常生活等领域c.CAD/CAM/CIMS (如:广泛应用于航空、造船、建筑工程及微电子技术等方面d. 信息处理e. 教育和卫生f. 家用电器g. 人工智能。

(具体详见课本 P146. 二进制数的特点:a. 二进制数只有 0、 1两个状态,易于实现。

b. 二进制数的运算规则简单。

c. 二进制信息的存储和传输可靠。

d. 二进制节省设备。

e. 二进制可以用逻辑代数作为逻辑分析与设计的工具。

7. 二进制的原码,反码,补码的运算。

(口诀:正数的原码、反码和补码都相同。

而负数的反码是其原码的符号位不变, 数值位按位取反,负数的补码是反码加 1。

注:小数点的也一样。

8. 二进制(B , 十进制(D ,八进制(O ,十六进制(H 之间的转换 (P 课本 199. 算术运算。

(补码的加法、减法运算、溢出判断逻辑运算(与、或、非、异或、同或【异或:相同为 0,相异为 1。

同或:相同为 1,相异为 0。

】10.ASCII 码记住:a 的 ASCII 码为 97, A 的 ASCII 码为 65, 零的 ASCII 码为48。

若叫我们求 F 的 ASCII 码为多少,则为 70。

11. 算法的概念:解决一个问题而采取的方法和步骤。

12. 算法的基本特征:a. 能行性; b. 确定性; c. 有穷性; d. 有 0个或多个输入; e. 有一个或多个输出。

进程的控制方法

进程的控制方法

进程的控制方法进程是计算机中最基本的资源单位,它是程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。

为了合理有效地控制进程,提高计算机系统的性能和可靠性,我们常常需要采取一些控制方法。

本文将介绍几种常见的进程控制方法。

一、进程的创建和终止控制1. 进程的创建进程的创建是指在系统中生成一个新的进程。

常见的进程创建方法有:(1)父进程创建子进程:父进程通过调用系统调用(如fork())创建一个新的子进程,子进程会继承父进程的资源和状态,然后可以执行不同的程序段。

(2)系统初始化创建进程:系统启动时,会自动创建一些特殊的进程,如init进程(在Linux系统中)。

2. 进程的终止进程的终止是指进程执行完毕或被强制终止。

常见的进程终止方法有:(1)正常终止:进程执行完毕后,会自动终止,并释放占用的资源。

(2)异常终止:进程在执行过程中遇到错误或异常情况,导致无法继续执行,会被强制终止。

二、进程的切换控制进程的切换是指在多道程序环境下,由于资源有限,系统需要在多个进程之间进行切换,以实现并发执行。

常见的进程切换方法有:1. 抢占式调度抢占式调度是指操作系统通过时钟中断等方式,强制挂起正在执行的进程,并将CPU分配给其他可执行的进程。

这种调度方式可以实现公平性和高效性,但需要考虑进程切换的开销。

2. 非抢占式调度非抢占式调度是指进程只有在主动放弃CPU时,才会被操作系统挂起。

这种调度方式可以减少进程切换的开销,但可能导致某些进程长时间占用CPU,影响其他进程的执行。

三、进程的同步和通信控制进程的同步和通信是指多个进程之间通过共享资源或消息传递等方式进行合作和协调。

常见的进程同步和通信方法有:1. 互斥锁互斥锁是一种用于实现进程互斥访问共享资源的机制。

当一个进程需要访问共享资源时,它必须先获得互斥锁,其他进程则需要等待锁的释放。

2. 信号量信号量是一种用于实现进程同步和互斥的机制。

通过对信号量的P 操作和V操作,进程可以实现对临界资源的互斥访问和同步执行。

linux 中的进程处理和控制方式

linux 中的进程处理和控制方式

linux 中的进程处理和控制方式Linux 是一种广泛使用的操作系统,它具有强大的进程处理和控制功能。

在 Linux 系统中,进程是进行任务的基本单位,它们可以同时运行,互相通信,共享资源,因此进程处理和控制是 Linux 系统重要的组成部分。

Linux 提供了多种方式来处理和控制进程。

以下是一些常见的方式:1. 创建新进程:在 Linux 系统中,可以通过 fork() 系统调用创建一个新的子进程。

子进程是通过复制父进程的内存空间、文件描述符和其他资源来创建的。

这样可以实现并行处理任务,提高系统的效率。

创建新进程时,可以使用 exec() 系统调用来加载一个新的程序运行。

2. 进程调度:Linux 使用调度器(scheduler)来决定哪个进程在何时执行。

调度算法会根据进程的优先级(priority)和调度策略来决定进程的执行顺序。

常见的调度策略包括先进先出(FIFO)、最短作业优先(SJF)、轮转(Round Robin)等。

通过合理的调度算法,可以提高系统的响应速度和资源利用率。

3. 进程间通信:在 Linux 中,进程之间可以通过多种方式进行通信。

其中最常用的方式是通过管道(pipe)、信号(signal)和共享内存(shared memory)来进行进程间的数据交换。

管道可以实现进程的单向通信,信号可以用于进程之间的异步通信,而共享内存可以让多个进程共享同一片内存区域,实现高效的数据交换。

4. 进程控制:Linux 提供了多个命令和系统调用来控制进程的行为。

例如,可以使用 ps 命令来查看系统中正在运行的进程,使用kill 命令发送信号终止进程,使用 nice 命令来改变进程的优先级等。

此外,还可以使用进程控制信号(Process Control Signals)来改变进程的状态,如暂停、继续、停止等。

5. 进程管理工具:Linux 提供了一些进程管理工具来帮助用户更方便地处理和控制进程。

第2章 进程的描述和控制

第2章 进程的描述和控制

引 起 阻 塞 和 唤 醒 的 事 件
请求系统服务
启动某种操作
新数据尚未到 无新工作可做
• 进程阻塞过程 –正在执行的进程,发生上述事件时, 自身调用有关阻塞原语,进入等待队 列。进程的主动性行为。 –进程由运行态变为阻塞态 –引起处理机调度。 –例如UNIX:暂停一段时间sleep;暂停 并等待信号pause;等待子进程暂停或 终止wait。
1 2 3
• 顺序执行的特征: – 顺序性:按照程序结构所指定的次序 执行(可能有分支或循环) – 封闭性:独占全部资源,计算机的状 态只由于该程序的控制逻辑所决定, 结果不受外界因素的影响 – 可再现性:初始条件相同则结果相同。
2)程序的并发执行
• 引入并发执行的目的是为了提高资源利用率。 • 并发执行的特征(在不加入任何系统控制情况 下): – 间断性:表现为“走走停停”,一个程序可 能走到中途停下来,失去原有的时序关系; – 失去封闭性:共享资源,受其他程序的控制 逻辑的影响。如:一个程序写到存储器中的 数据可能被另一个程序修改,失去原有的不 变特征。 – 失去可再现性:失去封闭性 ->失去可再现 性;外界环境在程序的两次执行期间发生变 化,失去原有的可重复特征。
执行指针 就绪队列指针
PCB1 PCB2 PCB3 PCB4 PCB5 PCB6 PCB7 PCB8 PCB9 4 3 0 8
阻塞队列指针 空闲队列指针
7 9 0 0
索引方式
执行指针
PCB1 PCB2
PCB3
就绪表指针
PCB4 PCB5 PCB6
阻塞表指针
PCB7
2.2
进程控制
• 进程管理中最基本功能是进程控制 • 进程控制任务: – 进程的创建、终止、进程状态的转变等 • 进程控制一般由OS内核的原语(primitive)来 实现。 – 原语:由若干条指令构成的“原子操作 (atomic operation)”过程,作为一个整 体而不可分割--要么全都完成,要么全 都不做。 – 许多系统调用是原语。但并不是所有的系 统调用都是原语

进程与进程管理课件

进程与进程管理课件
进程已做好准备,等待 CPU调度执行。
阻塞态
进程在等待某一事件完成 。
创建态
进程正在被创建,尚未转 到就绪态。
结束态
进程从系统消失,可能是 正常结束或其他原因中断 退出运行。
02
进程的结构与组成
进程的标识符
01 唯一标识
进程标识符(PID)是系统中唯一标识进程的数字 ,用于区分不同进程。
02 进程组标识
• 挂起处理:当进程被挂起时,需要将其状态保存到外存中,同时释放其所占用 的内存资源,以确保系统能够继续运行其他进程。
• 恢复方式:被挂起的进程可以通过系统资源充足、用户请求等方式恢复执行。 • 恢复处理:当进程被恢复时,需要将其状态从外存中读取到内存中,并重新分
配相应的系统资源,以确保进程能够继续执行。同时,还需要更新相关的数据 结构,保证系统状态的一致性。在恢复进程时,还需要注意处理可能出现的并 发问题,确保进程的恢复操作是原子性的,避免在恢复过程中出现竞态条件。
上下文切换
当操作系统从一个进程切换到另一个进程时,需要保存当 前进程的上下文并恢复要执行进程的上下文,确保进程能 够正确继续执行。
保存与恢复
上下文的保存包括将处理器的寄存器值、程序计数器等内 容保存到相应进程的PCB中;上下文的恢复则是从PCB中 读取保存的信息,恢复处理器的状态。
03
进程管理技术与机制
程都在等待下一个进程所占有的资源)。
死锁的避免、预防与检测
01 02
避免
通过银行家算法等方式避免死锁的发生。银行家算法在分配资源之前先 判断系统是否处于安全状态,如果安全则分配,否则就等待,以此来避 免进入死锁状态。
预防
通过破坏死锁产生的四个必要条件之一来预防死锁的发生。例如,采用 一次性申请所有资源的策略来破坏请求和保持条件。

对进程的管理和控制使用

对进程的管理和控制使用

之前已经介绍了操作系统的各个模块,现在来具体深入学习操作系统中的进程管理。

二、进程的基本概念在未配置OS的系统中,程序的执行方式是顺序执行,即必须在一个程序执行完成后,才允许另外一个程序执行;在多道程序环境下,则允许多个程序并发执行。

也正是程序的并发执行,才导致引入进程。

2.1 程序的顺序执行通常可以把一个应用程序分成若干个程序段,在各程序段之间,必须按照某种先后次序顺序执行,仅当前一操作(程序段)执行完后,才能执行后继操作。

如典型的输入->计算->打印任务就是顺序执行。

程序顺序执行时的特征如下① 顺序性,处理机的操作严格按照程序锁规定的顺序执行,即每一操作必须在上一个操作结束之后开始。

② 封闭性,程序是在封闭的环境下执行的,即程序运行时独占全机资源,资源的状态(除初始状态外)只有本程序才能改变它,程序一旦开始执行,其执行结果不受外界因素影响。

③ 可再现性,只要程序执行时的环境和初始条件相同,当程序重复执行时,无论它是从头到尾不停顿地执行,还是走走停停地执行,都将获得相同的结果。

在程序顺序执行时的特征,为程序员检测和校正程序的错误带来了很大的方便。

2.2 程序的并发执行多个程序可以并发执行,并发执行可以提高CPU的效率和系统吞吐率。

其特征如下① 间断性,程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的程序之间,形成了相互制约的关系。

如计算操作必须在输入操作之后。

② 失去封闭性,程序在并发执行时,是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态将由多个程序来改变,只是程序的运行失去了封闭性,这样,某程序在运行时,必然会收到其他程序的影响。

如当某个程序占用了处理机资源后,另外一个程序必须等待。

③ 不可再现性,程序在并发执行时,由于失去了封闭性,也将导致其再失去可再现性。

可能由于不同的操作顺序产生不同的结果。

2.3 进程的特征由于程序并发执行时,它们失去了封闭性,间断性和不可再现性,这决定了一般的程序是不能参与并发执行的,因为程序执行的结果是不可再现的。

进程的状态和进程控制块

进程的状态和进程控制块
1、线性表方式:不管进程的状态,将所有的PCB连续存 放在一个特定的内存区域中。
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,
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11
进程间通信
消息(message)
消息通常是不定长数据块。消息的发送不需要接收方 准备好,随时可发送。
Windows 中的邮件槽(mailslot)是一种不定长、不可靠的单向消息机制,通常 采用client-server模式
单向:从client发往server server负责创建邮件槽,它可从邮件槽中读消息;client可利用邮件槽的名字 向它发送消息; 邮件槽名字:作为client(发送方)打开邮件槽时,可以是 "\\range\mailslot\[path]name",这里range可以是 .(local computer), computerName, domainName, *(primary domain); 作为server(接收方)只能在本机建立邮件槽,名字可为 "\\.\mailslot\[path]name";
采用文件映射机制。用户进程可以将整个文件映射为进程虚拟地址空间的一 部分来加以访问。 与共享存储区的使用相关的系统调用: •CreateFileMapping为指定文件创建一个文件映射对象,返回对象指针; •OpenFileMapping打开一个命名的文件映射对象,返回对象指针; 使用CreateFileMapping和OpenFileMapping时可以指定对象名称。 •MapViewOfFile把文件映射到本进程的地址空间,返回映射地址空间的 首地址; 这时可利用首地址进行读写; •FlushViewOfFile可把映射地址空间的内容写到物理文件中; •UnmapViewOfFile解除文件映射与本进程地址空间间映射关系; •CloseHandle关闭文件映射对象;
10
进程间通信
管道
与命名管道相关的主要系统调用: •CreateNamedPipe在服务器端创建并返回一个命名管道句柄; •ConnectNamedPipe在服务器端等待客户进程的请求; •CallNamedPipe从管道客户进程建立与服务器的管道连接; •ReadFile、WriteFile(用于阻塞方式)、ReadFileEx、 WriteFileEx(用于非阻塞方式)用于命名管道的读写;
7
进程间通信
管道(pipe)
管道是在进程间以字节流方式传送信息的通信通 道。
例如, 用于命令行所指定的输入输出重定向和管道 命令。 在使用管道前要建立相应的管道,然后才可使用。
8
进程间通信
管道
Windows 提供匿名管道和命名管道两种管道机制 匿名(无名)管道:利用CreatePipe可创建匿名管道,得到两个 读写句柄;利用ReadFile和WriteFile可进行匿名管道的读写; BOOL CreatePipe( PHANDLE hReadPipe, // address of variable for read handle PHANDLE hWritePipe, // address of variable for write handle LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes, // pointer to security attributes DWORD nSize // number of bytes reserved for pipe );
6
进程间通信
共享存储区
CreateFile() File Handle CreateFileMappping() File Mapping Object Handle MapViewOfFile() OpenFileMapping() from system page file: (HANDLE)0xffffffff
3
进程பைடு நூலகம்通信
进程间通信的类型
直接通信和间接通信
按通信过程中是否有第三方作中转
直接通信:信息直接传递给接收方,如管道。 在发送时,指定接收方的地址或标识,也可以指定多 个接收方或广播式地址; 在接收时,允许接收来自任意发送方的消息,并在读 出消息的同时获取发送方的地址。 间接通信:借助于收发双方进程之外的共享数据结构 作为通信中转,如消息队列。通常收方和发方的数目 可以是任意的。
第三章 处理机管理(下)
•进程和进程控制 •线程 •进程互斥和同步 •死锁问题 •进程间通信 •处理器调度
1
进程间通信
进程间通信
进程间通信(IPC)要解决的问题是进程间的信息交流
•进程间通信的类型 •共享存储区(shared memory) •管道(pipe) •消息(message) •套接字(socket)
12
进程间通信
消息(message)
有关的API: •CreateMailslot服务器方创建邮件槽,返回其句柄; •GetMailslotInfo服务器查询邮件槽的信息,如:消息长 度、消息数目、读操作等待时限等; •SetMailslotInfo服务器设置读操作等待时限; •ReadFile服务器读邮件槽; •CreateFile客户方打开邮件槽; •WriteFile客户方发送消息; 在邮件槽的所有服务器句柄关闭后,邮件槽被关闭。这时,未 读出的报文被丢弃,所有客户句柄都被关闭。
4
进程间通信
共享存储区(shared memory)
•共享存储区用于进程间的大数据量通信。 •进行通信的各进程可以任意读写共享存储区,也可在共享存储 区上使用任意数据结构。 •在使用共享存储区时,需要进程互斥和同步机制的辅助来确保 数据一致性。
5
进程间通信
共享存储区
Windows 采用文件映射机制实现共享存储区
2
进程间通信
进程间通信的类型
低级通信和高级通信
按通信量的大小划分
低级通信:只能传递状态和控制信息,包括进程互斥和 同步所采用的信号量和管程机制。 优点:速度快。 缺点: 传送信息量小:效率低,每次通信传递的信息量 固定,若传递较多信息则需要进行多次通信。 编程复杂:用户直接实现通信的细节,编程复 杂,容易出错。 高级通信:能够传送任意数量的数据,包括:共享存储 区、管道、消息、套接字。
9
进程间通信
管道
命名管道:一个服务器端与一个客户进程间的通信通道;可用于 不同机器上进程通信; 类型分为:字节流,消息流(报文); 访问分为:单向读,单向写,双向; 通常采用client-server模式连接本机或网络中的两个进程
管道名字:作为客户方(连接到一个命名管道实例的一方)时, 可以是"\\serverName\pipe\pipename";作为服务器方(创建命名 管道的一方)时,只能取serverName为\\.\pipe\PipeName,不能在 其它机器上创建管道;
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