3计算机操作系统第2章进程管理精品PPT课件
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（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，都将获得相同的结果。
2.1 进程的基本概念(3)
程序的并发执行及其特征
程序的并发执行包括两层含义：
●对于一个程序来说，它的所有指令是按序 执行的。（内部顺序性） ●对于多个程序（进程）来说，所有进程是 交叉执行的。（外部并发性）
2．进程控制块中的信息
计算机操作系统
第二章 进程管理
这一章介绍如下几个问题：
★ 进程的基本概念 ★ 进程控制 ★ 进程同步 ★ 经典进程同步问题 ★ 进程通信 ★ 线程
2.1 进程的基本概念(1)
程序的顺序执行及其特征
顺序执行包含两层含义：
● 对于多个用户程序来说，所有程序是依 次执行的。（外部顺序性） ● 对于一个程序来说，它的所有指令是按 序执行的。（内部顺序性）
进程的特征与状态系统中处于就绪状态的进程可
能有多个，通常将它们排成一
进程的三种基本状态个：队列，称为就绪队列。
1）就绪（Ready）状态： 当进程已分配到除CPU以外的所 有资源后，只要再获得CPU，便 可立即执行，进程这时的状态称 为就绪状态。
2）执行（Running）状态: 进程已获得CPU，其程序正在执行。
（2）父进程请求： 希望考察Байду номын сангаас修改子进程，或协调各子进 程间的活动时
（3）负荷调节的需要 ： 实时系统中工作负荷较重时，系统 可把一些不重要的进程挂起。
（4）操作系统的需要 ： 操作系统有时希望挂起某些进程， 以便检查运行中的资源使用情况或 进行记账。
2.1 进程的基本概念(11)
进程的特征与状态 挂起原语Suspend
在一段时间内同时运行。
2.1 进程的基本概念(7)
进程的特征与状态
进程的特征：
4）独立性 ： 在传统的OS中，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。
5）异步性 ： 是指进程按各自独立的、不可预知的速 度向前推进，或说进程实体按异步方式 运行。
2.1 进程的基本概念(8)
1. PCB作用：
PCB是进程存在的唯一标志
使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据）， 成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发 执行的进程。或者说，OS是根据PCB来对并发进程进行控 制和管理的。
例如：进程调度；现场保护和恢复；进程同步和通信。
2.1 进程的基本概念(13)
进程控制块（PCB）
义 资源分配和调度的一个独立单位。 (传统OS的定义)
进程的特征
1）结构特征： 程序段、相关的数据段、PCB三部分 构成了进程实体。
2）动态性：在实进故许体程 动多 。的态情如实性况，质是下所是进所谓进程说创程的的建实最进进体基程程的本，，一特…实次征…际执。上行是过指程进，程 3）并发性：这是指多个进程实体同存于内存中，且能
程 序 A
L1：N = N+1； goto L1；
程 L2：print (N )；
序
N = 0；
B
goto L2；
程序A和B并发执行时，可能出现下述三种情况（设某时刻N的值为10）： （1）N=N+1在print(N)和N=0之前，此时得到的N值分别为11，11，0。
（2）N=N+1在print(N)和N=0之后，此时得到的N值分别为10，0，1。
引起进程状态转换的典型事件：
进程调度：就绪态执行态 时间片完：执行态就绪态 请求I/O：执行态阻塞态 I/O完成：阻塞态就绪态
2.1 进程的基本概念(10)
进程的特征与状态
挂起状态：
有些系统除了进程的三种基 本状态外，还有挂起状态。
1）引入挂起状态的原因：
（1）终端用户的请求：当终端用户在自己的程序运行期间 发现有可疑问题时，希望暂停执行。
3）阻塞（Blocked）状态: 正在执行的进程由于发生某事件而 暂时无法继续执行时，便放弃处理
使进程阻塞的典型事件：请 机而处于暂停状态，亦即进程的执 求I/O，申请缓冲空间等等。 行受到阻塞，把这种暂停状态称为
阻塞状态（或等待状态）。
2.1 进程的基本概念(9)
进程的特征与状态
进程的三种基本状态的转换：
2.1 进程的基本概念(4)
程序并发执行时的特征
1）间断性: 程序在并发执行时，由于它们共享系统 资源，以及为完成同一任务而相互合作， 致使这些并发执行的程序之间形成了相 互制约的关系。（互斥关系、同步关系）
相互制约导致并发执行的程序具有“执行——暂停——执行” 这种间断性活动规律。
2）失去封闭性： 程序在并发执行时，由于多个程
挂起状态：
2）进程状态的转换
●活动就绪→静止就绪 ●活动阻塞→静止阻塞 ●静止就绪→活动就绪 ●静止阻塞→活动阻塞
激活原语Active
2.1 进程的基本概念(12)
进程控制块（PCB）
为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了
一个数据结构——进程控制块。
进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重 要的记录型数据结构。
（3）N=N+1在print(N)和N=0之间，此时得到的N值分别为10，11，0。
计算结果已与并发程序的执行速度有关，从而使程序执行失去了可再现性。
2.1 进程的基本概念(6)
进程的特征与状态
通常的程序是不能并发执行 的，为使程序（含数据）能
1．进程的定义和特征
独立运行，应为之配置一进
定 进程是程序在一个数据集上的程运控行制过块程（，即是P系C统B）进。行
某程序的执行时，会 受到其他程序的影响。
序共享系统资源，因而这些资源 的状态将由多个程序来改变，致 使程序的运行已失去了封闭性。
2.1 进程的基本概念(5)
程序并发执行时的特征
3）不可再现性——与时间有关的错误
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。 例如：有两个循环程序A和B，它们共享一个变量N。
2.1 进程的基本概念(2)
程序顺序执行的特征
（1）顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行， 即每一操作必须在下一操作开始之前结束（或者 说下一操作必须在当前操作结束后才能开始）。
（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影响。
2.1 进程的基本概念(3)
程序的并发执行及其特征
程序的并发执行包括两层含义：
●对于一个程序来说，它的所有指令是按序 执行的。（内部顺序性） ●对于多个程序（进程）来说，所有进程是 交叉执行的。（外部并发性）
2．进程控制块中的信息
计算机操作系统
第二章 进程管理
这一章介绍如下几个问题：
★ 进程的基本概念 ★ 进程控制 ★ 进程同步 ★ 经典进程同步问题 ★ 进程通信 ★ 线程
2.1 进程的基本概念(1)
程序的顺序执行及其特征
顺序执行包含两层含义：
● 对于多个用户程序来说，所有程序是依 次执行的。（外部顺序性） ● 对于一个程序来说，它的所有指令是按 序执行的。（内部顺序性）
进程的特征与状态系统中处于就绪状态的进程可
能有多个，通常将它们排成一
进程的三种基本状态个：队列，称为就绪队列。
1）就绪（Ready）状态： 当进程已分配到除CPU以外的所 有资源后，只要再获得CPU，便 可立即执行，进程这时的状态称 为就绪状态。
2）执行（Running）状态: 进程已获得CPU，其程序正在执行。
（2）父进程请求： 希望考察Байду номын сангаас修改子进程，或协调各子进 程间的活动时
（3）负荷调节的需要 ： 实时系统中工作负荷较重时，系统 可把一些不重要的进程挂起。
（4）操作系统的需要 ： 操作系统有时希望挂起某些进程， 以便检查运行中的资源使用情况或 进行记账。
2.1 进程的基本概念(11)
进程的特征与状态 挂起原语Suspend
在一段时间内同时运行。
2.1 进程的基本概念(7)
进程的特征与状态
进程的特征：
4）独立性 ： 在传统的OS中，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。
5）异步性 ： 是指进程按各自独立的、不可预知的速 度向前推进，或说进程实体按异步方式 运行。
2.1 进程的基本概念(8)
1. PCB作用：
PCB是进程存在的唯一标志
使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据）， 成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发 执行的进程。或者说，OS是根据PCB来对并发进程进行控 制和管理的。
例如：进程调度；现场保护和恢复；进程同步和通信。
2.1 进程的基本概念(13)
进程控制块（PCB）
义 资源分配和调度的一个独立单位。 (传统OS的定义)
进程的特征
1）结构特征： 程序段、相关的数据段、PCB三部分 构成了进程实体。
2）动态性：在实进故许体程 动多 。的态情如实性况，质是下所是进所谓进程说创程的的建实最进进体基程程的本，，一特…实次征…际执。上行是过指程进，程 3）并发性：这是指多个进程实体同存于内存中，且能
程 序 A
L1：N = N+1； goto L1；
程 L2：print (N )；
序
N = 0；
B
goto L2；
程序A和B并发执行时，可能出现下述三种情况（设某时刻N的值为10）： （1）N=N+1在print(N)和N=0之前，此时得到的N值分别为11，11，0。
（2）N=N+1在print(N)和N=0之后，此时得到的N值分别为10，0，1。
引起进程状态转换的典型事件：
进程调度：就绪态执行态 时间片完：执行态就绪态 请求I/O：执行态阻塞态 I/O完成：阻塞态就绪态
2.1 进程的基本概念(10)
进程的特征与状态
挂起状态：
有些系统除了进程的三种基 本状态外，还有挂起状态。
1）引入挂起状态的原因：
（1）终端用户的请求：当终端用户在自己的程序运行期间 发现有可疑问题时，希望暂停执行。
3）阻塞（Blocked）状态: 正在执行的进程由于发生某事件而 暂时无法继续执行时，便放弃处理
使进程阻塞的典型事件：请 机而处于暂停状态，亦即进程的执 求I/O，申请缓冲空间等等。 行受到阻塞，把这种暂停状态称为
阻塞状态（或等待状态）。
2.1 进程的基本概念(9)
进程的特征与状态
进程的三种基本状态的转换：
2.1 进程的基本概念(4)
程序并发执行时的特征
1）间断性: 程序在并发执行时，由于它们共享系统 资源，以及为完成同一任务而相互合作， 致使这些并发执行的程序之间形成了相 互制约的关系。（互斥关系、同步关系）
相互制约导致并发执行的程序具有“执行——暂停——执行” 这种间断性活动规律。
2）失去封闭性： 程序在并发执行时，由于多个程
挂起状态：
2）进程状态的转换
●活动就绪→静止就绪 ●活动阻塞→静止阻塞 ●静止就绪→活动就绪 ●静止阻塞→活动阻塞
激活原语Active
2.1 进程的基本概念(12)
进程控制块（PCB）
为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了
一个数据结构——进程控制块。
进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重 要的记录型数据结构。
（3）N=N+1在print(N)和N=0之间，此时得到的N值分别为10，11，0。
计算结果已与并发程序的执行速度有关，从而使程序执行失去了可再现性。
2.1 进程的基本概念(6)
进程的特征与状态
通常的程序是不能并发执行 的，为使程序（含数据）能
1．进程的定义和特征
独立运行，应为之配置一进
定 进程是程序在一个数据集上的程运控行制过块程（，即是P系C统B）进。行
某程序的执行时，会 受到其他程序的影响。
序共享系统资源，因而这些资源 的状态将由多个程序来改变，致 使程序的运行已失去了封闭性。
2.1 进程的基本概念(5)
程序并发执行时的特征
3）不可再现性——与时间有关的错误
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。 例如：有两个循环程序A和B，它们共享一个变量N。
2.1 进程的基本概念(2)
程序顺序执行的特征
（1）顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行， 即每一操作必须在下一操作开始之前结束（或者 说下一操作必须在当前操作结束后才能开始）。
（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影响。