第2章_进程管理2(1).ppt

2.1前趋图、顺序执行、并发执行 2.2 进程的描述 1.进程的定义，是程序的一次执行过程，是资源分配的单位。 2.进程与程序的区别 3.进程的状态以及状态转换 基本状态，以及直接怎么转换，转换条件 * PCB是操作系统中最重要的数据结构，是进程存在的唯一标志；是独立运行的基本单位的标志。 * 能实现间断性运行方式：现场信息保存的地方 * 提供进程调度所需要的信息； * 实现与其他进程的同步与通信 2.2.4 进程控制块PCB * 提供进程管理所需要的信息，所有资源的列表 复习上节课内容： 进程实体：程序、数据、PCB 2.3进 程 控 制 * 为了确保系统的安全性，常将处理机的执行状态分为系统态和用户态。 * 进程控制由操作系统内核实现，运行于系统态。 OS内核是由一些与硬件紧密相关的模块和运行频率较高的模块构成，例如中断，进程管理，进程调度的，驱动程序等等。内核常驻内存，受特殊保护，为了效率高和安全性。 * 原语（Primitive）是由若干条指令组成的，用于完成特定功能的一个特殊过程。它与一般过程的区别在于：它们是原子操作（Action Operation），不能被打断。 进程控制： 进程创建、 进程终结、进程的阻塞与唤醒 2.4.1 进程同步的基本概念 1、两种形式的制约关系（并发进程间的关系） * 资源共享关系 * 相互合作关系 （间接相互制约）互斥解决 （直接相互制约）同步解决 进程间彼此无关，进程同步要确保诸进程互斥的访问临界资源。（银行账号） 进程间存在先后次序关系，进程同步要确保诸进程在执行次序上的协调，时间上无差错。（司机售票员） 2. 临界资源 3. 临界区 4.同步机制遵循的规则（期望） 空闲让进 忙则等待 有限等待 让权等待 硬件的理解 解决方式： 1. 关中断 缺点： 滥用关中断，会有严重后果 关中断时间过长，效率会低 不适用多cpu系统 2、3都是相当于加锁方式原理： 如果锁lock=true，就while循环等待； 一旦false了，马上出循环，lock=true，并使用资源； 使用完资源了，lock=false 原子操作TS boolean TS(boolean *lock) { boolean old; old=*lock; *lock=TRUE; return old; } Do{ …… while TS(lock); critical section; lock:=FALSE; remainder section; } while(TRUE); Void swap(boolean *a, Boolean *b) { Boolean temp; Temp=*a; *a=*b; *b=temp } do{ key=TRUE; do{ swap(lock,key）; }while(key!=FALSE); cricical section; lock=FALSE; 。。。 }while（TRUE) 1、整型信号量 1965年荷兰学者Dijkstra提出信号量机制，定义一个整型信号量表示资源数目。通过两个标准的原子操作：wait(S)和signal(S)来访问。这两个操作一般被分别称为P、V操作。 wait(S){ while （S≤0）； S=S-1; } signal(S){ S =S+1;} P 操作：实现资源的分配 V 操作：实现资源的回收 2.4.3 信号量机制 2、记录型信号量 整型信号量机制： 未遵循“让权等待”的准则； 进程可能处于“忙等”的状态。 记录型信号量机制： 整型变量value：代表资源数目； 进程链表指针L：链接等待该资源的进程。 wait(semaphore *S) { S-value--; if (S-value＜0 ) block(S-list) } signal(semaphore *S) S-value++; if (S-value＜=0 ) wakeup(S-list) } 2、记录型信号量 typedef struct { int value; Block_List * list; } semaphore （1）S.value的初值表示系统中某类资源的数目， 因而又称为资源信号量，每次wait操作意味着进程请求一个单位的该类资源