进程系统空闲进程

第四章概念复习要点1顺序程序:2顺序环境2顺序程序特征22并发程序:2并发环境2并发程序特征23多道程序设计:34进程:3操作系统职责3程序与进程间的区别3进程的分类3进程的基本状态及其转换3进程的其他状态4Linux进程状态45进程控制块(PCB):4PCB的内容4PCB的组织方式56进程映像67进程控制6进程的创建:6进程撤销:6进程阻塞和进程唤醒:68进程的特征7并发性7动态性7独立性7交互性7异步性7结构性79进程的相互作用7直接作用和间接作用7直接作用7间接作用7进程的同步(直接作用)7进程的互斥7临界资源7临界区7临界区7相关临界区7使用互斥区的原则7第四章概念复习要点1顺序程序:顺序环境:计算机系统中只有一个程序在运行,该程序独占系统中所有资源,其执行不受外界影响.
顺序程序特征:程序执行的顺序性程序执行的封闭性:独占资源,执行过程不受外界影响程序执行结果的确定性(程序结果的可再现性):执行结果与速度无关,只要初始条件相同,结果就相同2并发程序:并发环境:一定时间内,物理机器上有两个或两个以上的程序同时处于开始运行但尚未结束的状态,并且次序不是事先确定的.
引入并发的目的:提高资源利用率,从而提高系统效率并发程序特征:程序执行结果的不可再现性在并发环境下,程序的执行是间断的:执行—停—执行资源共享性:系统中资源被多个程序使用独立性和制约性:独立的相对速度和起始时间;程序之间可以相互作用相互约束(直接作用和间接作用)程序和计算不再一一对应(计算:一个程序的执行)3多道程序设计:多道程序设计是指允许多个程序同时进入内存并运行,引入目的是为了提高系统效率.
4进程:进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的独立单位.
(为了描述程序在并发执行时对系统资源的共享,所需的一个描述程序执行时动态特征的概念)操作系统职责:OS必须交替执行多个进程,以便最大程度的使用CPU,同时提供合理的响应时间OS必须将资源分配给进程,同时避免死锁OS必须支持用户创建进程OS必须支持进程间通信程序与进程间的区别:进程能更真实的描述并发,而程序不能进程是由程序和数据两部分组成的程序是静态的,进程是动态的进程有生命周期,有诞生有消亡,是短暂的;而程序是相对长久的一个程序可以对应多个进程,反之亦然进程具有创建其他进程的功能,而程序没有进程的分类:系统进程用户进程进程的基本状态及其转换:三种基本状态:运行态、就绪态、等待态(进程在消亡之前处于且仅处于三种基本状态之一)运行态(Running):进程占有CPU,并在CPU上运行就绪态(Ready):一个进程已经具备运行条件,但由于无CPU暂时不能运行的状态(当调度给其CPU时,立即可以运行)等待态(Blocked):阻塞态、封锁态、睡眠态指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态(即使CPU空闲,该进程也不可运行)状态转换:需要注意的是,等待态必须经过就绪态才能变成运行态;就绪态不能直接变为等待态转换原因:就绪(运行:调度程序选择一个新的程序运行运行(就绪:运行进程用完了时间片;高优先级进程就绪,中断当前进程运行(等待:OS尚未完成服务;对一资源的访问尚不能进行;初始化I/O且必须等待结果;等待某一进程提示输入等待(就绪:等待的事件发生时进程的其他状态:创建状态:OS已经完成为创建一进程所必要的工作:已经构建了进程标示符创建了管理进程所需要的表格但还没有允许执行该进程:因为资源有限终止状态:终止后移进该状态不再有执行资格表格和其他信息暂时由辅助程序保存(当数据不再需要后,进城及其表格将被删除)挂起状态:把一个进程从内存转到外存;可能有以下几种情况:阻塞→阻塞挂起:没有进程处于就绪状态或就绪进程要求更多内存资源时,发生这种转换,以提交新进程或运行就绪进程就绪→就绪挂起:当有高优先级阻塞(系统认为会很快就绪的)进程和低优先级就绪进程时,系统会选择挂起低优先级就绪进程运行→就绪挂起:对抢占式系统,当有高优先级阻塞挂起进程因事件出现而进入就绪挂起时,系统可能会把运行进程转到就绪挂起状态Linux进程状态:看书!
!
5进程控制块(PCB):系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构,用它来记录进程的外部特征,描述进程的运动变化过程(又称进程描述符、进程属性),系统利用PCB来控制和管理进程,所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志.
进程与PCB是一一对应的PCB的内容:进程描述信息:进程标识符(processID),唯一,通常是一个整数进程名,通常基于可执行文件名(不唯一)用户标识符(userID);进程组关系进程控制信息:当前状态优先级(priority)代码执行入口地址程序的外存地址运行统计信息(执行时间、页面调度)进程间同步和通信;阻塞原因进程的队列指针进程的消息队列指针所拥有的资源和使用情况:虚拟地址空间的现状打开文件列表CPU现场保护信息:寄存器值(通用、程序计数器PC、状态PSW,地址包括栈指针)指向赋予该进程的段/页表的指针PCB的组织方式:系统把所有PCB放在一起,放在内存的固定区域内,成为PCB表PCB表的大小决定了系统中最多可同时存在的进程个数,称为系统的并发度链接结构:同一状态进程的PCB组成一个链表,不同状态对应多个不同的链表索引结构:对具有相同状态的进程,分别设置各自的PCB索引表,表明PCB在PCB表中的地址进程队列:不同状态进程分别组成队列6进程映像看书7进程控制创建、撤消进程以及完成进程各状态之间的转换,由具有特定功能的原语完成.
进程创建原语进程撤消原语阻塞原语唤醒原语挂起原语激活(解挂)原语改变进程优先级进程的创建:创建一个PCB赋予一个统一进程标示为进程映像分配空间设置相应的链接(如把新进程加入就绪队列中等)进程撤销:收回进程所占有的资源撤销进程的PCB进程阻塞和进程唤醒: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,使自己由运行态变为阻塞态.
8进程的特征并发性:任何进程都可以和其他进程一起向前推进动态性:进程对应程序的执行(动态产生、动态消亡,在生存周期中三种状态相互转换,动态的地址空间)独立性:进程是资源分配的独立单位交互性:进程在执行过程中与其他进程产生直接或间接的关系异步性:每个进程都以其相对独立的不可预知的速度向前推进结构性:进程的组成有程序、数据+PCB可再入程序(可重入):可被多个进程同时调用的程序,具有下列性质:它是纯代码的,即在执行过程中自身不改变,调用它的进程应该提供数据区9进程的相互作用直接作用和间接作用直接作用:进程间的相互联系是有意识的安排的,直接作用只发生在相交进程间间接作用:进程间要通过某种中介发生联系,是无意识安排的,可发生在两个有联系的进程之间,也可发生在无关进程之间进程的同步(直接作用):指系统中多个进程中发生的事件存在某种时序关系,需要相互合作,共同完成一项任务.
具体说,一个进程运行到某一点时要求另一伙伴进程为它提供消息,在未获得消息之前,该进程处于等待状态,获得消息后被唤醒进入就绪态.
进程的互斥:由于各进程要求共享资源,而有些资源需要互斥使用,因此各进程间竞争使用这些资源,进程的这种关系为进程的互斥临界资源:criticalresource系统中某些资源一次只允许一个进程使用,称这样的资源为临界资源或互斥资源或共享变量.
临界区(互斥区):criticalsection一个程序片段的集合,这些程序片段分散在不同的进程中,对某个共享的数据结构(共享资源)进行操作临界区:在进程中涉及到临界资源的程序段相关临界区:多个进程的临界区使用互斥区的原则有空让进:当无进程在互斥区时,任何有权使用互斥区的进程可进入无空等待:不允许两个以上的进程同时进入互斥区多中择一:当没有进程在临界区,而同时有多个进程要求进入临界区,只能让其中之一进入临界区,其他进程必须等待有限等待:任何进入互斥区的要求应在有限的时间内得到满足让权等待:处于等待状态的进程应放弃占用CPU,以使其他进程有机会得到CPU的使用权