《进程管理英》课件

《进程管理》PPT课件目录CONTENTS进程管理概述进程的创建与终止进程的同步与通信进程的互斥与死锁进程的优先级与调度进程管理的发展趋势与展望01CHAPTER进程管理概述描述进程的基本概念和特性总结词进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性、制约性和有序性等特性。它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。详细描述进程的定义与特性进程的状态与转换介绍进程的三种基本状态以及状态转换总结词进程状态分为新建、运行、阻塞和就绪四种。新建状态是进程创建时的状态，运行状态是进程获得CPU后执行的状态，阻塞状态是进程等待某个条件成立前的状态，就绪状态是进程具备运行条件等待CPU时的状态。状态转换包括由新建到就绪、由就绪到运行、由运行到阻塞和由阻塞到就绪。详细描述总结词概述进程管理的功能和目标详细描述进程管理的功能包括创建和终止进程、阻塞和唤醒进程、进程同步和通信等。其目标是提高CPU等资源的利用率、提高系统吞吐量以及改善系统服务质量。进程管理的功能与目标02CHAPTER进程的创建与终止进程是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程的概念进程在执行过程中会经历多种状态，如新建、就绪、运行、阻塞和终止等。进程的状态可以通过系统调用或事件触发等方式创建新进程。进程的创建方式进程的创建进程终止的原因进程因完成执行任务、异常结束、系统调用或父进程终止等原因而终止。进程终止的方式进程可以通过正常结束、异常结束或父进程调用kill()等方式终止。进程终止的处理进程终止后，系统会回收其占用的资源，并进行善后处理。进程的终止僵死状态的概念当一个进程无法完成其终止操作时，会进入僵死状态。处理僵死状态的方法可以通过重启系统、恢复资源或修复程序等方式处理僵死状态。僵死状态的原因僵死状态可能是由于系统故障、程序错误或资源不足等原因引起的。进程的僵死状态及处理03CHAPTER进程的同步与通信进程同步的概念与机制进程同步的概念进程同步是进程间协同工作的过程，通过一系列的同步机制，使得各个进程能够按照预定的顺序和规则进行操作，以达到共同完成一项任务的目的。进程同步的机制进程同步的机制包括信号量机制、消息传递机制、共享内存机制等。这些机制能够实现进程间的协调和协作，保证系统资源的正确使用和任务的顺利完成。管道通信管道通信是一种单向的通信方式，主要用于父子进程之间的通信。通过管道，一个进程可以将数据写入，另一个进程可以从管道中读取数据。消息传递通信消息传递通信是一种基于消息队列的通信方式，用于不同进程之间的通信。通过发送和接收消息，实现进程间的信息交换和协同工作。共享内存通信共享内存通信是一种高效的通信方式，通过共享一段内存区域，实现不同进程之间的数据交换和共享。共享内存通信需要同步和互斥机制来保证数据的一致性和正确性。进程间的通信方式VS信号量是一种用于控制多个进程对共享资源的访问的计数器。它能够保证多个进程对共享资源的正确使用和互斥访问，避免发生死锁和资源竞争的情况。信号量的应用信号量机制广泛应用于操作系统中的进程同步和资源管理。例如，使用信号量可以实现生产者-消费者问题、读者-写者问题等经典并发问题的解决方案。通过合理地设置信号量的初始值和使用规则，可以有效地协调多个进程的执行顺序和资源访问权限，保证系统的正确性和稳定性。信号量的概念信号量机制及其应用04CHAPTER进程的互斥与死锁进程互斥定义多个进程因竞争系统资源而导致的一种相互制约的关系，只允许一个进程使用资源，其他进程必须等待。互斥的必要性确保系统资源使用的正确性和一致性，防止数据被破坏。互斥条件当一个资源被一个进程占用时，其他需要该资源的进程必须等待。进程的互斥问题死锁的概念及产生条件2.请求和保持条件一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。1.互斥条件一个资源一次只允许一个进程使用。死锁定义两个或多个进程在执行过程中，因竞争资源而造成的一种相互等待的现象，若无外力作用，它们都将无法向前推进。3.不允许剥夺条件已分配的资源，未经进程自愿释放，不能被剥夺。4.循环等待条件若干个进程形成一种头尾相接的环，等待环中下一个资源。解决死锁的方法与策略预防死锁通过设置某些系统策略来避免死锁的发生。例如，限制对资源的请求、按一定顺序请求资源、设置超时机制等。避免死锁在系统中不出现死锁的状态称为安全状态。可以通过动态调整系统状态来实现安全状态，例如银行家算法、避免死锁的算法等。检测与解除死锁通过系统检测来发现死锁，然后采取措施解除死锁，例如剥夺已经分配给某个进程的资源。鸵鸟策略不去积极地预防和避免死锁，而是对死锁采取一种“不予理睬”的态度，即所谓的鸵鸟策略。05CHAPTER进程的优先级与调度静态优先级优先级在进程创建时确定，通常基于进程的类型、属性或用户需求。要点一要点二动态优先级优先级根据进程的行为和系统负载动态调整，以实现更灵活的调度。进程优先级的确定先来先服务（FCFS）按照进程到达的先后顺序进行调度。最短作业优先（SJF）优先调度预计运行时间最短的进程。优先级调度根据进程优先级进行调度，优先级高的进程优先获得资源。多级反馈队列将进程放入不同的队列，根据其等待时间和优先级进行调度。进程的调度算法系统必须确保任务在截止时间内完成，否则会产生严重后果。硬实时系统尽量满足任务的截止时间要求，但允许一定的延迟。软实时短、确定、周期性、时限性、重要性。实时任务的特性实时系统的进程调度06CHAPTER进程管理的发展趋势与展望技术挑战多核处理器环境下的进程管理面临如何有效利用多核资源、如何实现高效的并行计算和任务调度等挑战。总结词多核处理器技术为进程管理带来了新的挑战和机遇。详细描述随着多核处理器技术的普及，进程管理需要更加高效地利用多核资源，实现并行计算和任务调度，以提高系统整体性能。发展趋势多核处理器环境下的进程管理将朝着更加智能、自动化的方向发展，以适应不断变化的计算环境和应用需求。多核处理器环境下的进程管理并行计算环境下的进程管理需要更加精细和灵活的调度策略。总结词并行计算环境下的进程管理面临如何实现高效的并行计算和任务调度、如何处理进程间的通信和同步等挑战。技术挑战并行计算环境下，进程数量和交互关系变得更加复杂，需要更加精细和灵活的调度策略来满足不同应用的需求。详细描述并行计算环境下的进程管理将朝着更加智能、自适应的方向发展，以适应不断变化的计算环境和应用需求。发展趋势并行计算环境下的进程管理总结词详细描述发展趋势技术挑战基于云计算的进程管理技术云计算环境下，资源的动态管理和按需分配成为关键，进程管理技术需要与云计算平台紧密结合，实现高效的