计算机操作系统教程_第四版_第7章 Windows的进程与内存管理

1、第7章Windows的进程与内存管理 7.1Windows NT的特点及相关的概念7.1.1Windows NT体系结构的特点7.1.2Windows的管理机制1. 核心态(kernel mode)和用户态(user mode)2. Windows操作系统的体系结构3. 系统调用、中断和陷阱陷阱是由程序造成的，并且与程序同步。如果程序一而再的被运行，陷阱将总在指令流中相同位置的精确发生。而中断则是由外部事件和其时钟造成的，不具有重复性 中断、异常、陷阱 1、三者的关系 陷阱这个说法其实不确切，应该说是陷阱门。中断包含中断门和陷阱门，当然还有其他。2、中断和异常的区别 中断和异常，都是程序执行过

2、程中的强制性转移。异常，是处理器执行指令过程中监测到错误时发生；中断，通常在程序执行时因硬件而随机发生(如外围设备的请求)，软件通过int指令也可以产生中断。3、中断门和陷阱门的区别 他们的区别很微小，即执行时是否影响中断允许标志IF。中断门会在执行前前将IF设为0，完事后iret指令会从堆栈上恢复IF的原值，这样可以避免其他中断干扰当前中断的处理；而陷阱门不会。因此，中断门最适宜于处理中断，而陷阱门适宜于处理异常。 4、中断的分类 中断分内部和外部中断两种。 内部中断，即软件调用int n产生。 外部中断，由硬件产生，其又分不可屏蔽和可屏蔽两种，分别有CPU的引脚NMI和INTR接收。NMI

3、中断对应中断向量号2；INTR中断可通过控制器8259A设置其运行。此两者的区别是，是否收到IF位的影响，显然，NMI中断他老人家不会理会IF位的值。4. 利用对象来共享系统资源5. 本地过程调用7.2Windows进程和线程7.2.1Windows的进程和线程的定义7.2.2进程和线程的关联图7.1Windows进程和线程的关联 7.2.3Windows进程的结构 Windows将表示进程的数据结构统称为执行进程块，它提供了操作系统管理进程所需要的基本信息。7.2.4Windows线程的结构 7.2.5Windows进程和线程的创建1. 进程的创建过程2. Windows线程的创建过程 （1

4、）在进程的地址空间中为线程创建用户栈，并初始化运行上下文环境。（2）初始化线程的线程环境块（3）创建执行线程对象（4）通知Windows子系统新线程已被创建，子系统将新线程的线程插入到相应进程的线程列表中。（5）新线程的句柄和标志被返回给调用的线程（6）线程进入调度队列等待执行7.3Windows处理器调度机制7.3.1调度优先级图7.3应用优先级别和系统的优先级别的对应关系 在Windows中，每个线程都被赋予了优先级的概念，线程总共有32个优先级数从0(最低)到31(最高)。从前面的章节我们知道，线程是从属于某个进程的，那么对于某个具体进程的某个线程的优先级是怎么确定的呢？这得从几个优先级

5、概念说起。一个线程的优先级是由进程的基本优先级（或者叫优先级类）和线程的相对优先级决定的。因为我们无法直接设置一个线程的优先级数，比如2或29。 进程的基本优先级：他是通过调用系统API-SetPriorityClass来设置，运行中的进程的优先级可以通过任务管理器查看。基本优先级是针对进程来讲的，基本优先级有8个类别，分别是： ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS，高于一般BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS，低于一般HIGH_PRIORITY_CLASS， 高 IDLE_PRIORITY_CLASS， 空闲 NORMAL_PRIORITY_CLASS，

6、一般PROCESS_MODE_BACKGROUND_BEGIN,PROCESS_MODE_BACKGROUND_END,REALTIME_PRIORITY_CLASS. 实时 如果程序没有进行特别设置，那么进程的基本优先级将会设置为NORMAL_PRIORITY_CLASS这个级别。先对来说，使用高于正常的优先级需要特别小心，特别是REALTIME_PRIORITY_CLASS.他表示进程中线程必须立即对事件作出响应,以便执行关键时间的任务.该进程中的线程还会抢先于操作系统组件之前运行.使用本优先级类时必须极端小心.线程相对优先级：相对优先级是针对线程的，他是通过调用SetThreadPrio

7、rity函数设置的。具体参数可以参考MSDN.那么线程的优先级到底是怎么确定的呢？基本优先级和相对优先级如何结合的呢？下表就是他们的对应关系 7.3.2线程状态 图7.4Windows线程状态转换图 7.3.3线程调度机制1. 调度数据库 图7.5调度数据库的不同优先级就绪线程队列 2. 时间配额3. 调度算法 采用基于优先级的抢占式调度算法。4. 上下文切换 线程的核心栈用来完成上下文切换7.4Windows的内存管理7.4.1内存管理器进程一般只有一部分虚拟地址空间中的数据是驻留在物理内存中，这一部分虚拟地址空间被称为工作集。7.4.2内存管理的机制1. 页2. 共享内存3. 堆管理4. 系统内存池7.5虚拟地址空间7.5.1虚拟地址空间布局图7.8 32位Windows的虚拟地址空间布局 7.5.2虚拟地址转换图7.