《进程及进程》课件

《进程及进程》ppt课件进程的基本概念进程的组成与特性进程调度与控制进程的并发与并行进程的死锁与饥饿进程的安全性01进程的基本概念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。进程具有动态性、独立性、制约性和并发性等特征。进程是程序在计算机上的一次执行活动，包括代码、数据和系统资源。进程的定义进程的状态进程已获得除CPU外的所有必要资源，等待分配CPU。进程占用CPU，执行指令。进程等待某个条件成立，暂时无法继续执行。进程正常结束或异常结束。就绪状态运行状态阻塞状态终止状态通过系统调用或用户程序调用创建新进程。进程的创建当进程完成或异常结束时，系统回收其资源并释放相关状态。进程的终止进程的创建与终止02进程的组成与特性程序代码数据系统资源进程控制块进程的组成01020304进程执行的指令集合。进程在执行过程中需要操作或处理的数据。进程执行所需的资源，如内存、文件、设备等。记录进程状态和属性的信息，包括进程ID、优先级、内存指针等。进程是动态的，具有生命周期，从创建、执行到终止。动态性进程是独立的，一个进程的错误不会影响其他进程。独立性多个进程可以同时执行，互不干扰。并发性进程之间存在资源共享和竞争，需要遵循一定的规则和协议。制约性进程的特性协调不同进程的执行顺序和速度，确保它们能够协同工作。同步通信信号量机制消息传递机制进程之间传递信息或数据，实现信息交换和共享。用于实现进程同步和通信的一种手段，通过信号量来控制进程的执行流程。通过发送和接收消息来实现进程间的通信，常见的消息传递方式包括管道、队列、信号和共享内存等。进程的同步与通信03进程调度与控制进程调度是操作系统中最基本、最重要的功能之一，是实现多道程序并发执行的关键。进程调度的主要任务是分配处理机，实现作业或进程的连续执行。进程调度：在多道程序环境下，根据一定的调度算法从后备队列中选取进程分配处理机和资源，使其投入运行。进程调度的概念按照进程到达的先后顺序进行调度，优先级最高的是最先进入队列的进程。先来先服务（FCFS）优先选择估计运行时间最短的进程进行调度。最短作业优先（SJF）优先选择剩余时间最短的进程进行调度，能够更好地利用系统资源。最短剩余时间优先（SRTF）综合考虑进程的等待时间和估计运行时间进行调度，以获得较好的系统吞吐量和响应时间。最高响应比优先（HRRN）进程调度的策略PCB是进程存在的唯一标志，包含了进程的静态信息和动态信息。PCB的作用是使一个在多道程序环境下的程序，成为一个可被操作系统调度的进程。当一个进程被创建时，操作系统会为其创建一个PCB，并将其插入到相关的队列中；当进程终止时，操作系统会从其队列中移除对应的PCB。PCB中包含的信息包括：进程标识符、用户信息、系统信息、资源信息等。进程控制块PCB04进程的并发与并行并行指两个或多个进程在同一时刻运行。并发指两个或多个进程在时间上重叠，但并非同时运行。并行与并发的概念当多个进程同时请求同一资源时，需要采取措施避免冲突和死锁。资源竞争通过信号量、消息传递等方式实现进程间的协调，确保正确地执行顺序。进程同步并发执行的同步问题确保某一时刻只有一个进程可以访问某一资源。协调多个进程的执行顺序，确保它们能够正确地协作完成任务。进程间的互斥与同步同步互斥05进程的死锁与饥饿死锁的概念与产生条件死锁是指两个或多个进程在无限等待对方释放资源的现象，导致这些进程都无法继续执行。死锁的概念1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用；2）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放；3）不剥夺条件：已分配的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺；4）环路等待条件：系统中若干个进程形成一种头尾相接的环路，每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。死锁的产生条件1）破坏互斥条件：允许进程同时访问某些资源；2）破坏请求与保持条件：规定进程在申请资源前必须一次性地申请所有资源，或者对已获得的资源不再申请其他资源；3）破坏不剥夺条件：允许系统剥夺已经分配给某个进程的资源；4）破坏环路等待条件：实现资源的线性分配或者实现资源的层次分配。死锁预防使用银行家算法、避免死锁算法等避免死锁的技术。死锁避免死锁的预防与避免饥饿的概念饥饿是指一个或多个进程无限等待被分配资源的现象。饥饿解决方法1）静态分配法：预先确定每个进程所需的资源数，在进程执行前就分配给它，避免发生饥饿；2）动态调整法：根据进程的实际需要和系统的当前状态动态地分配资源，包括剥夺式系统、非剥夺式系统、优先级系统等。饥饿及其解决方法06进程的安全性

进程的安全性问题进程被非法终止恶意用户可能会尝试终止其他用户的进程，导致数据丢失或系统崩溃。进程资源被非法占用恶意用户可能会通过非法占用进程资源，导致其他进程无法正常运行。进程数据被非法修改恶意用户可能会修改进程的数据，导致数据损坏或系统不稳定。安全状态与不安全状态安全状态进程处于安全状态时，其资源被合理分配，数据被正确保护，系统运行稳定。不安全状态进程处于不安全状态时，其资源可能被非法占用，数据可能被非法修改或