操作系统进程线程与作业课件.pptVIP

2.1多道程序设计2.1.1单道程序设计的缺点n2.1.2多道程序设计的提出n2.1.3多道程序设计的问题nMulti-programming

多道程序设计目标提高系统效率(吞吐量)n

2.1.1单道程序设计的缺点处理机利用率低n设备利用率低n内存利用率低nt1t2t5t6t运行程序A运行程序ACPU设备1设备2

2.1.2多道程序设计的提出提高处理机、设备、内存等各种资源的利用率，从而提高系统效率。nt1t2t3t4t5t6t程序A程序B程序ACPU设备1设备2

2.1.2多道程序设计的提出(Cont.)增加同时运行程序的道数可以提高资源利用率，从而提高系统效率，但道数应与系统资源数量相当。n道数过少，系统资源利用率低。道数过多，系统开销(systemnnoverhead)增大，程序响应速度下降。

2.1.3多道程序设计的问题处理机资源的管理程序个数?处理机个数(如何分配?)nn存储资源的管理n地址空间的相对独立性、共享性内存、外存(swapspace)的分配与去配nn设备资源管理n分配策略IO控制nn

2.2进程的引入2.2.1进程的概念2.2.2进程状态及状态转换2.2.6进程的类型与特征nnnnnn2.2.7进程间相互联系与相互作用2.2.3进程控制块2.2.4进程的组成与上下文n2.2.8进程的创建与撤销n2.2.9进程与程序间的联系与差别2.2.5进程的队列n

2.2进程的引入(Cont.)多道系统中的程序：推进，暂停，推进，暂停，…….暂停：保存现场(PSW+PC，寄存器）推进：恢复现场(寄存器，PSW+PC)暂停原因：(1)自身原因：等待资源，启动IO(2)剥夺CPU—给其它程序运行机会

2.2.1进程的概念定义：n可参与并发执行的程序称为进程。n进程是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。n定义强调两个方面：动态：执行中的程序;并发：可与其他进程同时执行。nnn

并发vs.并行并发：concurrentn宏观同时，“交替执行”，不要求多个CPUn并行：paralleln微观同时，要求多个CPUn“并行算法”n

2.2.2进程状态及状态转换进程状态(基本状态)n运行态(RUN):占有CPU正在向前推进n就绪态(READY):可以运行，但未得到CPUn等待态(WAIT):等待某一事件发生n状态转换n就绪?运行：获得处理机n运行?就绪：剥夺处理机n运行?等待：申请资源未得到，启动IOn等待?就绪：得到资源，IO中断n

进程状态转换图获得处理机就绪运行剥夺处理机等待事件事件发生等待n进程状态转换由操作系统完成，对用户是透明的；n进程在其生存期内经过多次状态转换，体现了进程的动态性和并发性。

2.2.3进程控制块(PCB)标志进程存在的数据结构，其中保存系统管理进程所需的全部信息PCB内容：(不同系统不尽相同)nn进程标识(pid)进程状态现场信息家族联系地址信息打开文件消息指针队列指针nnnnn调度参数所属用户(uid)ProcessControlBlock

2.2.4进程的组成与上下文进程的组成进程控制块(processcontrolblock)nn建立进程?建立PCBn撤销PCB?撤销进程n程序n代码(code)n数据(data)n堆栈(stack+heap)n栈：保存返回点、参数、返回值、局部变量n堆：动态变量n

2.2.4进程的组成与上下文进程的表记nPCBPCB系统空间用户空间数据+程序代码堆栈表记1表记2定义：进程的程序(代码和数据)称为进程影像(ProcessImage)。

2.2.4进程的组成与上下文l进程上下文（processcontext)–进程的物理实体与支持进程运行的物理环境统称为进程上下文PCB+程序l系统环境：地址空间，系统栈，打开文件表，…ll上下文切换（contextswitch)–由一个进程的上下文转到另外一个进程的上下文l系统开销（systemoverhead)–运行操作系统程序完成系统管理工作所花费的时间和空间

2.2.5进程的队列PCB构成的队列：（不一定FIFO，单向或双向）head……PCBPCBPCB1.就绪队列：系统一个或若干个（根据调度算法确定）2.等待队列：每个等待事件一个3.运行指示字：每个处理机一个

进程队列模型就绪队列创建完成CPU时间片用完等待队列1事件1发生等待事件1等待队列2事件2发生等待事件2等待队列n事件n发生等待事件n

2.2.6进程的类型与特征进程类型n系统进程n运行操作系统程序，完成系统管理(服务)功能.n例如：UNIX#0--sched,#1--initn用户进程n运行用户(应用)程序，为用户服务。n例如