课程名计算机网络

1、课程名：操作系统制作：谭海清操作系统操作系统第二章进程管理第二章进程管理开放教育计算机应用专业开放教育计算机应用专业课程名：操作系统制作：谭海清进程的概念进程的概念 进程是操作系统最基本的概念之一，引入这进程是操作系统最基本的概念之一，引入这个概念，对于我们理解、描述和设计操作系个概念，对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。这里我们把进程定义为：统具有重要意义。这里我们把进程定义为：程序在并发环境中的执行过程。这里要注意程序在并发环境中的执行过程。这里要注意进程与程序的关系，认识到它们是完全不同进程与程序的关系，认识到它们是完全不同的概念，同时又有密切的联系。进程基本的的概念，同时又有

2、密切的联系。进程基本的五大特征是五大特征是动态性、并发性、调度性、异步动态性、并发性、调度性、异步性和结构性性和结构性。课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清进程的状态及其转换进程的状态及其转换 进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态，事实上，运行的进程有进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态，事实上，运行的进程有三种基本状态：三种基本状态：运行态：进程分配到必要的资源，在处理机上执行时的状态。运行

3、态：进程分配到必要的资源，在处理机上执行时的状态。就绪态：进程分配到必要的资源，还没有获得在处理机上执行的状态。就绪态：进程分配到必要的资源，还没有获得在处理机上执行的状态。阻塞态：或称等待态，进程的执行受到了阻塞而处于暂停状态。阻塞态：或称等待态，进程的执行受到了阻塞而处于暂停状态。进程的动态性质决定了进程的状态不是固定的，它随着自身的推进和外界条进程的动态性质决定了进程的状态不是固定的，它随着自身的推进和外界条件的变化而不断变化。进程状态之间的转换主要体现为：就绪进程被调度进件的变化而不断变化。进程状态之间的转换主要体现为：就绪进程被调度进入运行态，运行状态受阻塞转入阻塞状态，阻塞状态在阻

4、塞消除后进入就绪入运行态，运行状态受阻塞转入阻塞状态，阻塞状态在阻塞消除后进入就绪状态等待调度，不能直接返回运行状态。在分时系统中，当时间片到期，正状态等待调度，不能直接返回运行状态。在分时系统中，当时间片到期，正在执行的进程返回到就绪状态等待下一次调度。进程状态及其转换图见教材在执行的进程返回到就绪状态等待下一次调度。进程状态及其转换图见教材44页图页图2-6。 课程名：操作系统制作：谭海清进程的同步与互斥进程的同步与互斥 进程的同步与互斥是指进程在推进时的相进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系。在多道程序系统中，由于资互制约关系。在多道程序系统中，由于资源共享与进程合作，这种进程

5、间的制约称源共享与进程合作，这种进程间的制约称为可能。为了保证进程的正确运行以及相为可能。为了保证进程的正确运行以及相互合作的进程之间交换信息，需要进程之互合作的进程之间交换信息，需要进程之间的通信。间的通信。 进程之间的制约关系体现为：进程的同步进程之间的制约关系体现为：进程的同步和互斥。和互斥。课程名：操作系统制作：谭海清进程的同步与互斥进程的同步与互斥 进程同步：它主要源于进程合作，是进程间共同进程同步：它主要源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为进完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为进程之间的直接制约关系。在多道环境下，这种进程之间的直接制约关系。在多道

6、环境下，这种进程间在执行次序上的协调是必不可少的。程间在执行次序上的协调是必不可少的。 进程互斥：它主要源于资源共享，是进程之间的进程互斥：它主要源于资源共享，是进程之间的间接制约关系。在多道系统中，每次只允许一个间接制约关系。在多道系统中，每次只允许一个进程访问的资源称为临界资源，进程互斥就是保进程访问的资源称为临界资源，进程互斥就是保证每次只有一个进程使用临界资源。证每次只有一个进程使用临界资源。课程名：操作系统制作：谭海清进程的同步与互斥进程的同步与互斥 临界资源和临界区临界资源和临界区：一次只允许一个进程：一次只允许一个进程使用的共享资源称为临界资源，如打印机、使用的共享资源称为临界资

7、源，如打印机、公共变量等；而在每个进程中访问临界资公共变量等；而在每个进程中访问临界资源的程序段称为临界区。进程进入临界区源的程序段称为临界区。进程进入临界区要满足一定的条件，以保证临界资源的安要满足一定的条件，以保证临界资源的安全使用，系统的正常运行。全使用，系统的正常运行。课程名：操作系统制作：谭海清多道程序设计多道程序设计 进程之间的制约关系是由于多道程序设计带来的，进程之间的制约关系是由于多道程序设计带来的，什么是多道程序设计呢？什么是多道程序设计呢？多道程序设计多道程序设计是在一台是在一台计算机上同时运行两个或更多个程序。多道程序计算机上同时运行两个或更多个程序。多道程序打破了单道程

8、序打破了单道程序“闭关自守闭关自守”的局面，计算机系的局面，计算机系统中的软、硬件资源为几道程序所共享，使得整统中的软、硬件资源为几道程序所共享，使得整个系统进入并发执行状态。多道程序设计思想带个系统进入并发执行状态。多道程序设计思想带来了进程的同步和互斥等通信问题，同时也提高来了进程的同步和互斥等通信问题，同时也提高了系统资源利用率，增加了作业的吞吐量。了系统资源利用率，增加了作业的吞吐量。 课程名：操作系统制作：谭海清进程的组成进程的组成 进程通常由程序、程序所需数据和进程控制块进程通常由程序、程序所需数据和进程控制块（PCB）三部分组成。如）三部分组成。如45页图页图2-7。 PCB描述

9、进程的执行情况。它与进程共存亡：创描述进程的执行情况。它与进程共存亡：创建进程、产生建进程、产生PCB、撤消进程、系统回收、撤消进程、系统回收PCB。它包含进程的描述信息和控制信息，例如进程名、它包含进程的描述信息和控制信息，例如进程名、特征信息、进程状态信息、调度优先权、通信信特征信息、进程状态信息、调度优先权、通信信息、中断现场保护、程序和数据地址等等。息、中断现场保护、程序和数据地址等等。PCB是进程存在的唯一标志。也是系统管理和控制进是进程存在的唯一标志。也是系统管理和控制进程的依据。程的依据。课程名：操作系统制作：谭海清进程的组成进程的组成课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统

10、制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清进程管理的基本命令进程管理的基本命令 进程的管理主要包括创建进程、撤消进程、挂起进程、恢进程的管理主要包括创建进程、撤消进程、挂起进程、恢复进程、改变进程优先级、封锁进程、唤醒进程、调度进复进程、改变进程优先级、封锁进程、唤醒进程、调度进程等。程等。 在在UNIX系统中，进程的状态分为系统中，进程的状态分为10种。相关的基本命令种。相关的基本命令有：有： ps检查系统中当前存在的进程的状态。检查系统中当前存在的进程的状态。 sleep使进程暂停执行一段时间（参数单位为秒）。使进程暂停执行一段时间（参数单位为秒）。 &使键入的命令进入后台运行。使键

11、入的命令进入后台运行。 wait等待后台进程结束。等待后台进程结束。 kill终止一个进程的运行。终止一个进程的运行。 nice以不同的优先级执行一条命令。以不同的优先级执行一条命令。 课程名：操作系统制作：谭海清信号量和信号量和P、V操作操作 在多道系统中，信号量机制是一种有效的在多道系统中，信号量机制是一种有效的实现进程同步与互斥的工具。实现进程同步与互斥的工具。 信号量的值表示系统中某类资源的数目。信号量的值表示系统中某类资源的数目。若它大于若它大于0，则表示系统中当前可用资源的，则表示系统中当前可用资源的数量；若它小于数量；若它小于0，表示系统中等待使用该，表示系统中等待使用该资源的进

12、程数目，即在该信号量队列上排资源的进程数目，即在该信号量队列上排队的队的PCB的个数。信号量的值是可变的，的个数。信号量的值是可变的，由由P、V操作来改变。操作来改变。课程名：操作系统制作：谭海清信号量和信号量和P、V操作操作 PV操作是对信号量进行处理的操作过程，而且信操作是对信号量进行处理的操作过程，而且信号量只能由号量只能由P、V操作来改变。操作来改变。 P操作是对信号量减操作是对信号量减1，意味着请求系统分配一个，意味着请求系统分配一个单位资源，若系统无可用资源，则现进程变为阻单位资源，若系统无可用资源，则现进程变为阻塞状态。塞状态。 V操作是对信号量加操作是对信号量加1，意味着释放一

13、个单位资源，意味着释放一个单位资源，加加1后若信号量小于等于零，则从就绪对列中唤后若信号量小于等于零，则从就绪对列中唤醒一个进程，执行醒一个进程，执行V操作的进程继续执行。操作的进程继续执行。 同步和互斥都可以通过同步和互斥都可以通过P、V操作来实现，而生产操作来实现，而生产者者-消费者问题则是它们的结合点。具体实现见教消费者问题则是它们的结合点。具体实现见教材材64页。页。课程名：操作系统制作：谭海清进程间的通信进程间的通信 进程通信是指进程间的信息交换。进程通信是指进程间的信息交换。P、V操操作做为进程的同步与互斥工具因信息交换作做为进程的同步与互斥工具因信息交换量少，效率太低，称为低级通

14、信。而高级量少，效率太低，称为低级通信。而高级通信则以较高的效率传送大批数据。通信则以较高的效率传送大批数据。 高级通信方式主要有：共享存储器、消息高级通信方式主要有：共享存储器、消息传递和管道文件。传递和管道文件。课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清P、V操作操作 P操作（操作（wait）原语）原语 V操作（操作（signal）原语）原语课程名：操作系统制作：谭海清P、V操作操作 P操作：申请一个单位操作：申请一个单位资源资源 V操作：释放一个单位操作：释放一个单位资源资源课程名：操作系统制作：谭海清P、V操作操作例：打印机分配例：打印机分配互斥信号量互斥信号量mutex（初值为（初值为1）Pa为分配进程为分配进程Pb为释放进程为释放进程课程名：操作系统制作：谭海清课程名：操作系统制作：谭海清 例：供者和用者对缓冲区的同步例：供者和用者对缓冲区的同步 信号量：信号量： S1缓冲区空否（初值为缓冲区空否（初值为1） S2缓冲区