第二章复习总结

第二章进程与线程2.1 进程的引入

程序顺序执行的特征：顺序性、封闭性、可再现性

程序并发执行的特征：间断性、失去封闭性、失去再现性

并发执行的条件：（Bernstein条件）

读集：R(Pi)={a1,a2,……,am} 程序Pi执行期间参考的变量集合写集：W(Pi)={b1,b2,……,bm} 程序Pi执行期间改变的变量集合两个进程P1， P2若满足：

R(P1)∩W(P2)∪R(P2)∩W(P1)∪W(P1)∩W(P2)={}

则P1， P2并发执行，且具有可再现性。

进程：并发执行的程序在一个数据集合上的执行过程

进程与程序之间的关系：

进程程序

●动态的静态的

●并发的顺序

●暂时的永久的

●数据结构=程序+数据+PCB

●程序与进程不是一一对应关系

2.2进程的状态及其组成

进程的三种基本状态：

就绪状态：当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源后，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。

执行状态：进程已获得CPU，其程序正在执行

阻塞状态：正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态，亦即进程的执行受到阻塞，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。

进程状态转化图：

I/O完成或

事件完成

挂起状态的引入原因：

(1) 内外存对换的需要(2) 用户调试程序的需要(3) 实时系统调节负荷的需要

(4) 操作系统的需要

双挂起状态转化图：

事件完成

PCB是进程存在的唯一标志。创建进程时，创建PCB；进程结束时，系统将撤消其PCB。PCB经常被系统访问，尤其是被运行频率很高的进程及分派程序访问，故PCB

应常驻内存

PCB的内容：进程描述信息、处理机状态信息、进程调度信息、进程控制和资源占有

量

2.3进程控制

处理机的执行状态分为：

核心态：具有较高的特权，能执行一切命令，访问所有寄存器和存储区

用户态：具有较低特权，只能执行规定的命令，访问指定的寄存器和存储区

内核：通常将一些与硬件紧密相连的模块放在紧靠引荐的层次上，并是这部分程序常

驻内存，以便提高系统的运行效率，这部分程序通常称为内核。

原语：由若干条指令构成，用于完成一定功能，具有较低特权，只能执行规定的命令，访问指定的寄存器和存储区。

引起进程创建的事件：用户登录、新作业进入系统、提供服务、应用请求

创建原语要做的工作：申请空白PCB、为进程分配资源、初始化PCB、将新进程插入

就绪队列

引起进程撤销的事件：进程正常结束、进程异常结束、外界干预

撤销原语要做的工作：查找撤销进程的PCB。若处于执行状态，终止之，并进行进程

调度、若有子孙，予以终止。归还资源。从所在队列中移除。

引起进程阻塞的事件：请求系统服务、启动某种操作、数据尚未到达、无新工作可做

阻塞原语要做的工作：停止进程的执行、将进程插入阻塞队列，改变进程在PCB中的状态、重新调度

唤醒原语要做的工作：将进程从阻塞队列解下、将进程插入就绪队列、改变进程在PCB中的状态

2.4线程

线程：进程内一个相对独立的执行流，或控制流，是处理机分配的实体。传统用户进程是单线程的。

线程结构：

线程标识线程号

处理机状态信息（现场）通用寄存器指令计数器程序状态字栈指针

线程调度信息线程状态

线程优先数等待原因

调度算法参数等

进程间通信需要内核介入

线程继承进程并发性而具有进程状态及转换，比较：

⏹调度；» 同一进程线程切换不会引起进程切换

» 不同进程中线程切换才发生进程切换

⏹并发性； » 进程之间可以并发执行

»进程内多个线程同样可以并发执行

⏹系统资源；» 进程是资源分配单位（资源拥有者）

»线程共享进程所拥有的全部资源

⏹系统开销； » 进程创建和撤消开销大于线程的

»进程切换开销大于同一进程内线程

线程的分类：内核级线程、用户级线程

两种线程的比较：

1.调度与切换速度：

用户级线程的切换，因发生在一个应用进程之间，因此不仅无须通过中断进入OS内核，而且切换的规则也比较简单。

用户级线程比内核级线程切换速度快

2.系统调用：

用户级线程在调用系统调用时，系统将看成是其所在进程的行为。而内核级线程的系

统调用是以线程为单位。因此比较轻装。

用户级线程不如内核级线程

3.线程执行时间

用户级线程不如内核级线程合理

课本重点习题：P55 第七题

习题：

1.进程和程序的本质区别是（）。

（A）存储在内存和外存

（B）顺序和非顺序执行机器指令

（C）分时使用和独占使用计算机资源

（D）动态和静态特征

参考答案：D

2.一个进程是（）。

（A）由处理机执行的一个程序

（B）一个独立的程序+数据

（C）PCB，程序和数据的组合

（D）一个独立的程序

参考答案：C

3.在多道程序环境下，操作系统分配资源以（）为基本单位。

（A）程序

（B）指令

（C）进程

（D）作业

参考答案：C

4.同一程序经过多次创建,运行在不同的数据集上,形成了( )的进程.

A 不同

B 相同

C 同步

D 互斥

参考答案：A