逄 第三章进程概念01

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 进程管理,*进程的概念,进程的描述,*进程的状态与转换,进程控制,*进程互斥与同步,进程通信,*进程死锁,3.1,进程的概念,并发性和共享性,是操作系统的两个最基本的特征。,并发：两个或多个事件在,同一时间间隔内,执行,并行：两个或多个事件在,同一时刻,执行,单处理机系统：宏观并发微观串行,多处理机系统：可能并行,程序：,一个在时间上严格次序前后相继的操作序列,3.1.1,程序的并发执行,程序的执行有两种方式：,顺序执行,并发执行,-,静态的概念,1,）程序的顺序执行,顺序执行：具有独立功能的程序独占,CPU,直至得到最终结果的过程。,顺序执行是单道批处理系统的执行方式，也用于简单的单片机系统。,3.1.1,程序的并发执行,一个有四条语句的程序段（,2,秒,/,条）,S1 a:=x+2;,S2 b:=y+4;,S3 c:=,a+b,;,S4 d:=,c+b,;,S1,S2,S3,S4,3.1.1,程序的并发执行,程序的顺序执行,-,例,程序顺序执行的特点,顺序性：,程序结构指定执行次序（可能有分支或循环）。,封闭性：,不受外界因素的影响。,可再现性：,重复执行结果相同。,3.1.1,程序的并发执行,初值一致,2,）多道程序系统中程序执行环境的变化,独立性,随机性,资源共享,3.1.1,程序的并发执行,3,）程序的并发执行,并发执行：,一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行时间上客观上互相重叠，即一个程序或程序段的执行尚未结束，另一个程序（段）的执行已经开始。,程序并发执行的目的：,提高计算机的处理能力,提高资源利用率,3.1.1,程序的并发执行,程序并发执行的两种形式,1,）多道批处理系统中的多道运行,多道运行：,CPU,I/O,A,计算,A,的,I/O,操作,B,计算,A,计算,A,的,I/O,操作,2,）某道程序的几个程序段中包含可同时执行或颠倒执行,例：,read,（,a,）；,read,（,b,）；,3.1.1,程序的并发执行,不加,控制的并发执行所带来的影响,例：设有堆栈,s,栈,指针,top,，,栈中存放内存中相应数据块地址,blk,。有两个程序段，用,getaddr(top,),从栈顶取出相应的内存块的地址。用,reladdr(blk,),将数据块的地址放入堆栈中。描述：,proc,getaddr(top,),begin,local r;,r,stop;,top top-1;,return(r);,end;,Proc,reladdr(blk,),begin,top top+1;,stop,blk,;,end;,3.1.1,程序的并发执行,不加控制的并发执行所带来的影响,若两,程序段顺序执行，则执行结果具有封闭性和可再现性,若两程序段并发执行，则执行结果？,a,b,top,栈,S,的初始状态,top,a,b,Reladdr,先执行，执行到,top top+1,Getaddr,执行,top,a,b,/,3.1.1,程序的并发执行,不加控制的并发执行所带来的影响,结论：,不加控制的程序段的并发执行，产生了错误的结果。不同执行顺序结果不同，程序执行不再具有封闭性和可再现性。,原因：,并发程序段共享公共变量,解决：,需要一个能描述程序的执行过程且能用来共享资源的基本单位，这个单位就是,“,进程”,。,3.1.1,程序的并发执行,程序并发执行的特点,间断,(,异步,),性：,“走走停停”，一个程序可能走到中途停下来，失去原有的时序关系；,失去封闭性：,共享资源使一个程序受其他程序的控制逻辑的影响。,失去可再现性：,失去封闭性,失去可再现性；,3.1.1,程序的并发执行,3.1.1,程序的执行方式,-,并发执行,一个有四条语句的程序段（,2,秒,/,条）,S1 a:=x+2;,S2 b:=y+4;,S3 c:=,a+b,;,S4 d:=,c+b,;,S1,S2,S3,S4,S1,S2,S3,S4,结构化,：,进程,=,代码段,+,数据段,+,进程控制块（,PCB,）,PCB(Process,Control Block),是动态特征的反映；,动态性,：,进程是程序一次动态执行的过程，是进程的最基本,的特征；,独立性,：,进程是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受,调度的基本单位，各进程的地址空间相互独立，除,非采用进程间通信手段；,并发性,：,多个进程同时在内存且能在一段时间内同时运行，,是,OS,能实现并发的一个基础；,异步性,：,进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。,3.1.2,进程的定义,进程的特性,3.1.2,进程的定义,进程：,一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。,简言之，进程是程序的一次执行活动。,进程的引入：,进程描述了程序的动态执行过程,进程反映了系统中程序段执行的并发性、用户随机性和资源共享等特征。,进程与程序的区别,?,1,）存在的状态：,进程是动态的，程序是静态的。程序是有序代码的集合；进程是程序的执行过程，进程的结果不可再现。,2,）,进程执行具有并行特征（独立、异步），程序没有。,3,）进程是竞争系统资源的基本单位，程序不是。,4,）对应关系：,一个程序可对应多个进程（数据集不同）。,5,）存在的时间：,进程是暂时的，程序是永久的。,6,）存在的实体,：,程序的存在实体是程序本身；进程的存在实体是程序、数据集及,PCB,。,3.1.2,进程的定义,3.1.3,作业与进程的关系,1,）作业是用户面向计算机提交任务的,任务实体,（计算机所做工作的集合），进程则是完成用户任务的,执行实体,，是向系统分配资源的基本单位。,2,）一个作业可由多个进程组成，至少由一个进程组成，但反之不成立。,3,）作业的概念主要用于批处理系统（分时操作系统,UNIX,没有作业的概念）中，进程则用在几乎所有的多道系统中。,作业与进程的关系,?,