计算机操作系统课件：第3章进程管理-进程控制与线程02

1、1第三章 进程与进程管理2知识回顾与展开在上一节课中我们主要介绍了：程序的顺序执行和并发执行进程定义与特征进程的状态与转换模型进程控制块在本节课，我们将介绍进程控制线程33.2.4 进程控制1 进程控制任务2 内核3 进程的创建4 进程的终止5 进程的阻塞与唤醒6 进程的挂起与激活41.进程控制任务进程控制任务： 进程控制是对系统中所有进程从产生、存在到消亡的全过程实行有效的管理和控制。进程控制一般是由操作系统的内核来实现，内核在执行操作时，往往是通过执行各种原语操作来实现的。52 内核内核概念：在现代操作系统设计中，往往把一些与硬件紧密相关的模块或运行效率较高的模块以及为许多模块所公用的一些

2、基本操作放在靠近硬件的第一层软件中，并使它们常驻在内存，以提高操作系统的运行效率。把这部分称为操作系统的内核。内核功能： 支撑功能：中断处理、时钟管理、原语操作 资源管理功能：进程管理、存储管理、设备管理63 原语原语概念：是由若干条机器指令所构成，用以完成特定功能的一段程序。原语特性：这段程序在执行期间不可分割。也就是说原语的执行不能被中断。所以原语操作具有原子性要么全都完成，要么全都不做。7原语分类创建原语撤消原语阻塞原语唤醒原语挂起原语激活原语8 进程图：进程图是一棵有向树(如下图)，结点代表进程。一棵树表示一个家族，根结点为该家族的祖先(Ancestor)。说明：1.在进程B创建了进程

3、D之后， 称B是D的父进程，D是B的子进程。2.子进程可以继承父进程所拥有的资源；3.在撤销父进程时，也必须撤销其所有的子进程。1.进程的创建-进程图9进程图和前趋图之间的差异前趋图描述的是任务(或进程)之间的前趋关系；只有在前趋进程完成后，其后继进程才能运行。在进程图中，创建者和被创建者可以并发执行，也可以父进程等待其所有的子进程结束后再执行，这完全取决于创建原语和创建者的需要。 10引起创建进程的事件？ 用户登录 作业调度 提供服务 应用请求1.进程的创建(Creat( )原语)11进程的创建过程？1.进程的创建申请空白PCB，分配一个统一进程标识符为新进程分配内存空间初始化进程控制块初始

4、化标识信息初始化处理机状态信息初始化处理机控制信息将新进程插入就绪队列12引起进程终止的原因正常结束异常结束（越界错、保护错、特权指令错、非法指令、运行超时、等待超时、算术运算错以及I/O故障等）外界干预（操作员干预、父进程请求、父进程终止） 2. 进程的终止(撤消-distroy()原语)133.进程的阻塞(block原语) 处于运行状态的进程，在其运行过程中期待某一事件发生，如等待键盘输入、等待磁盘数据传输完成、等待其它进程发送消息，当被等待的事件未发生时，由进程自己执行阻塞原语(block)，使自己由运行态变为阻塞态。 144. 进程的唤醒- (wakeup原语)功能：唤醒某一处于等待(

5、阻塞)队列当中的进程。引起唤醒的原因 系统服务由不满足到满足I/O完成新数据到达进程提出新请求（服务） 155. 进程的挂起原语与激活原语挂起原语(suspend)的功能：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(active)功能：使处于静止状态的进程变为活动状态。163.4 线程的基本概念3.4.1 线程的引入3.4.2 线程的定义和属性3.4.3 线程与进程的比较171.进程的两个基本属性：进程是一个拥有资源的独立单位。 进程同时又是一个可以被处理机独立调度和分配的基本单位。以上两个属性构成进程并发执行的基础。3.4.1 线程的引入18进程的引入提

6、高了计算机资源的利用效率。对进程系统必须完成的操作：创建进程撤消进程进程切换缺点： 时间空间开销大，同时进程间通信的效率 也受到限制。3.4.1 线程的引入（续）19线程：是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本不用系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源。线程可以与同属于一个进程的其它线程共享进程所有拥有的全部资源。3.4.2 线程的定义20 在引入线程的操作系统中，把线程作为处理机调度的基本单位，把进程作为资源分配的基本单位，一个进程内可同时有多个并发执行的线程。3.4.2 线程的定义213.4.2 线程的特点是进程的一个实体，可作为系统独立调度和分派的基本单位

7、。 不拥有系统资源（只拥有从属进程的全部资源，资源是分配给进程）。 一个进程中的多个线程可并发执行。（进程可创建不同的线程去执行同一程序的不同部分） 系统开销小、切换快22线程的优点：减小并发执行的时间和空间开销（线程的创建、退出和调度），因此容许在系统中建立更多的线程来提高并发程度。线程的创建时间比进程短；线程的终止时间比进程短；同进程内的线程切换时间比进程短；由于同进程内线程间共享内存和文件资源，可直接进行不通过内核的通信；同一进程内各线程都可访问整个进程的所有资源。233.4.3 线程与进程的比较调度：线程作为资源调度和分派的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位。同一进程中，线程切换不引起进程的切换，当不同进