计算机操作系统教案

进程管理教案设计教学章节：2.1进程的基本概念2.1.1程序的顺序执行及其特征2.1.2前趋图2.1.3程序的并发执行及其特征教学目的及要求：掌握：程序并发执行的特征，程序的顺序执行及其特征。理解：前趋图及其应用重点、难点：程序并发执行的特征，程序的顺序执行及其特征。教学对象：大二学生教学过程：板书设计见PPT。复习引入：通过第一章的学习，对操作系统有了整体上的认识，以后的章节就是对各个部分的功能加以详细的论述。新课讲授：思考问题：为什么要引入进程进程具有哪些基本特征进程具有哪些基本状态进程控制块的作用和内容2.1进程的基本概念引入进程的目的是为了使多个程序能并发执行。2.1.1程序的顺序执行及其特征1.程序的顺序执行程序的顺序执行是指若干个程序或程序段之间必须严格按照某种先后次序来执行，仅当前一程序或程序段执行完后，才能执行后面的程序或程序段。例：每个程序有三个顺序执行的操作——I：输入操作、C：计算操作、P：输出操作2.程序顺序执行时的特征(1)顺序性处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。(2)封闭性程序一旦开始执行，其计算结果不受外界因素的影响。即程序运行时独占全机资源，资源的状态（除初始）只有本程序才能改变它。(3)可再现性程序执行的结果与它的执行速度无关(即与时间无关)，而只与初始条件有关。2.1.2前趋图为了描述一个程序的各部分（程序段、语句）间的依赖关系，或是一个大的计算的各子任务间的因果关系，采用前驱图方式。前趋图是一个有向无循环图(DAG)，用于描述程序段或进程之间执行的先后次序关系。结点：描述一个程序段或进程，或一条语句。有向边：结点之间的偏序或前趋关系“”＝{(Pi,Pj)|在Pj开始前Pi必须完成}，若(Pi,Pj)∈，可写成PiPjPiPj：Pi必须在Pj开始之前完成则Pi是Pj的直接前趋，Pj是Pi的直接后继初始结点:没有前趋的结点终止结点:没有后继的结点例：具有九个结点的前驱图:前趋关系：P1®P2，P1®P3，P1®P4，P2®P5，P3®P5，P4®P6，P4®P7，P5®P8，P6®P8，P7®P9，P8®P9注意：前趋图中绝对不能出现循环2.1.3程序的并发执行及其特征1.程序的并发执行例：在系统中有n个作业，每个作业都有三个处理步骤，输入数据、处理、输出，即Ii,Ci,Pi(i=1,2,3,...,n)。这些作业在系统中执行时是对时间的偏序，有些操作必须在其它操作之前执行，这是有序的，但有些操作是可以同时执行的。2.程序并发执行时的特征(1)间断性在多道程序设计的环境下，程序是并发执行的，它们为完成一项任务而相互合作，这些程序之间要共享系统的资源，形成了相互制约的关系。相互制约导致并发程序具有“执行——暂停——执行”这种间断性的活动规律。(2)失去封闭性程序在并发执行时，多道程序共享系统的资源，因而这些资源的状态由多道程序来改变，程序运行失去封闭性。一程序的运行受到其他程序的影响。(3)不可再现性程序在并发执行时，失去封闭性导致其失去可再现性。重复执行时，虽执行环境和初始条件相同，但结果却不同。2.1.4进程的特征与状态在计算机中，程序的并发执行具有不可再现性。那么，如何使程序既能并发执行，又具有