处理器管理优秀课件

例题
1．如果系统中有N个进程，运行的进程最多几个，最少几个；就绪进程最 多几个最少几个；等待进程最多几个，最少几个？
• 异步性：指进程之间在交替使用计算机资源时没有强制 的顺序，按各自独立的、不可预知的速度向前推进 。
• 独立性：进程是系统分配资源和进行调度的独立单位。
3.2.2 进程的状态
进程从创建而产生至撤销而消亡的整个生命周期，
可用一组状态加以刻画，按进程在执行过程中的状 况至少定义三种不同的进程状态：
运行态（Running）
• 挂起（Suspend):把一个进程从内存转到 外存。
• 激活（Activate）:把一个进程从外存转到 内存。
引入挂起状态后的七状态模型
Linux进程的状态
D Uninterruptible sleep (usually IO) R Running or runnable (on run queue) S Interruptible sleep (waiting for an event to complete) T Stopped, either by a job control signal or because it is being traced. X dead (should never be seen) Z Defunct ("zombie") process, terminated but not reaped by its parent.
< high-priority (not nice to other users) N low-priority (nice to other users) L has pages locked into memory (for real-time and custom IO) s is a session leader l is multi-threaded (using CLONE_THREAD, like NPTL pthreads do) + is in the foreground process group
3.2.2 进程的状态
•
五状态模型：
新建态就绪态：允许进入 运行态完成态：执行完
3.2.2 进程的状态
• 问题出现
–进程挂起（suspend） 进程不断创建，系统资源已不满足进程
运行的要求，系统就必须把某些进程挂起， 即将进程对换到磁盘中，暂时不参与进程调 度，已达到平衡操作系统负荷的目的。
• 引起进程挂起原因(P45-46：(1)-(4))
• 程序在处理机上执行时所发生的活动(Dijkstra)。 • 是一个容器，该容器用以聚集相关资源。
（A.S.Tanenbaum）
进程是一个具有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 行资源分配和调度的单位。
3.2 进程的概念
• 操作级:
–图形窗口界面:一个窗口就是一个进程
• 打开窗口：建立一个进程 • 关闭窗口：一个进程结束
–字符命令界面:一条命令一般就是一个进程
• 命令行尾回车:一个进程开始 • 命令执行结束(下一命令提示符出现):一个进程结束
• 编程级：
–进程建立：“建立进程”函数或系统调用 –进程结束：“撤消进程”函数或系统调用，或者程序
的正常或非正常结束。
进程和程序的区别
• 程序静态的， 进程是动态的。 • 程序和进程的组成不同：进程=程序+数据
食谱＝程序；科学家＝CPU；
原料＝数据；做蛋糕＝进程；
这时小儿子哭着跑进来，说手被蜜蜂蛰了。教授只 好把蛋糕先放在一边。他在食谱上做了个标记，把状 态信息记录了起来。然后又去找了一本医疗手册，查 到了相关的内容，按照上面的指令一步步地执行。当 伤口处理完之后，又回到厨房继续做蛋糕。
CPU从一个进程（做蛋糕）切换到另一个进程（医 疗救护）。
处理器管理
处理器管理的地位
主要内容
3.1 进程的引入 3.2进程的概念 3.3进程控制 3.4线程 3.5处理器调度 3.6调度算法 3.7处理器调度和实时调度
3.1.1程序的执行方式(顺序)
– 顺序执行
I1
C1
P1
I2 C2
P2
– 特征：顺序性、封闭性、可再现性
3.1.2程序的执行方式(并发)
+PCB • 程序的存在是永久的，程序的存在是暂时的。 • 一个程序可以对应多个进程，一个进程可包含
多个程序。
进程的特征
• 动态性：进程是个动态的概念，有一定的生命周期，要 经历创建、执行、撤销过程。
• 结构性 ：它由进程控制块、程序段和数据段组成 。
• 并发性 ：在一个系统内可以同时存在多个进程，它们 通过交替使用处理器，从而实现并发执行。
当前进程已经分配到CPU，它的 程序正在处理机上执行的状态。
就绪状态（Ready）
已具备运行条件，但因为其他进程 正在占用CPU,使它暂时不能运行而
处于等待分配CPU的状态。
阻塞状态（Blocked） 进程因等待某种事件发生（例如等待 I/O操作完成，等待其他进程发来的信
号）而暂时不能运行的状态，也就是说，
–运行--> 阻塞
• 当一进程所需的东西必须等待时 • 对一资源的访问尚不能进行 • 初始化I/O 且必须等待结果 • 等待某一进程提供输入
–阻塞--> 就绪
• 当所等待的事件发生时
3.2.2 进程的状态
• 进程三种状态的转换
3.2.2 进程的状态
有一个计算机科学家，有一天女儿过生日，想亲手 给女儿做一个生日蛋糕。所以他就找了一本有关做蛋 糕的食谱，买了一些原料，面粉、鸡蛋、糖、香料等， 然后边看边学边做。
处于阻塞状态的进程尚不具备运行条件，
即使CPU空闲它也无法使用。
3.2.2 进程的状态
• 引起进程状态转换原因
–就绪--> 运行
• 时间一到，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
3.2.2 进程的状态
• 引起进程状态转换原因
–并发执行
I1
I2
I3
I4
C1
C2
C3
C4
P1
P2
P3
P4
t
3.1.1程序的执行方式(并发)
特征
与并发有关的错误
3.2 进程的概念
• 问题引入 程序这个静态概念已不能如实反映程序并
发执行过程的特征。为了深刻描述程序动 态执行过程的性质，人们引入“进程 （Pro