操作系统 第2章 进程管理 2.2 2.3

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2.2进程控制

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一、进程控制的基本过程:
1、1)进程的创建(一个进程创建另一进程的事件(原因))
用户登录:分时情况下用户的请求
作业调度:批处理中
提供服务:运行中的用户程序提出功能请求,要创建服务进程(如打印服务)
应用请求:应用程序自己创建进程,完成特定功能的新进程。(木马程序)
2)创建过程
(1) 申请空白PCB
(2) 为新进程分配资源
主要是内存资源的处理
(3) 初始化进程控制块
标识符(包括父进程的)、程序计数器指向程序入口地址,就绪态、优先级等信息的填写。
(4) 将新进程插入就绪队列
2、进程的终止(引起进程终止的事件)
正常结束、异常结束、外界干预
2)终止过程
对上述事件,OS调用内核终止原语,执行下列过程:
(1) 根据进程标示符,检索出该进程PCB,读其状态。
*IF 执行态,立即终止该进程,置调度标志为真,指示重新进行调度。
*IF 有子孙进程,亦应予以终止,以防成为不可控进程。
(2) 归还全部资源至其父进程或系统。
(3) 将该进程PCB从所在队列或链表中移出
3、进程的阻塞与唤醒
1)引起进程阻塞和唤醒的事件
请求系统服务的满足情况
启动某种需等待(I/O)操作
合作需要的新数据尚未到达
执行某功能的进程暂时无新工作可做(如发送数据进程)
2)阻塞和唤醒过程
由进程调用阻塞原语阻塞自己,是主动行为:
(1)将PCB中的状态改为阻塞
(2)该PCB加入到阻塞队列中
(3)转进程调度,将处理机分配给另一进程
(4)进行进程切换,即根据两切换进程的PCB,保护与重新设置处理机状态。
阻塞与唤醒原语作用相反,成对使用
阻塞进程等待的事件发生时,有关进程(如放弃该资源的进程)调用唤醒原语把等待该事件的进程唤醒。
(1)把阻塞进程从等待该事件的阻塞队列中移出
(2)将其PCB中的现行状态改为就绪
(3)将PCB插入到就绪队列中。
4、进程的挂起和激活(注意:进程只能挂起自己或其子孙进程。

挂起原语将指定进程或阻塞进程挂起。
(1)检查被挂起进程的状态,活动就绪则改为静止就绪,活动阻塞则改为静止阻塞
(2)将该PCB复制到内存(方便检查)/外存(对换)指定区域
(3)*若挂起的进程是执行态,则需重新进行进程调度。
激活原语的执行过程
若挂起进程在外存上,将其调入内存
检查进程状态,若处于静止就绪,则改为活动就绪,若处于静止阻塞,则改为活动阻塞
2、关于进程的亲属关系
系统中运行的进程并不都是孤立的,有的进程运行后,会调用其他进程来执行,这样就组成了进程间的父子关系。

2.3进程同步
1.进程同步的基本概念
1)进程同步的主要任务:
使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作,从而使程序的执行具有可再现性。
2)临界资源
一次仅允许一个进程使用的资源。
理解同步
互斥:在操作系统中,当一个进程进入临界区使用临界资源时,另一个进程必须等待,直到占用临界资源的进程退出临界区,我们称进程之间的这种相互制约关系为“互斥”。
同步:多个相互合作的进程,在一些关键点上可能需要互相等待或互相交换信息,这种相互制约关系称为进程同步关系。可理解为“有序”。
3)临界区
每个进程中访问临界资源的那段代码叫临界区。
为了正确同步,对临界区的代码要增加控制
4)同步机制应遵循的规则
实现互斥的方法应符合如下每条原则
空闲让进:资源使用最基本原则
忙则等待:保证互斥
有限等待:合适时被唤醒防止死等
让权等待:能主动释放CPU防止忙等

一种方法实现互斥
Repeat flag[i]=true; turn=j; While (flag[j] and turn=j) do no-op; 操作R的代码 flag[i]=false; …(其他操作) Until false
同步控制的关键
主要涉及”判断”和”修改标志”操作
不应被打断(原语,OS核心态运行)
如何制定一种写法,使标志的使用适用于各种具体应用情况?
重点
操作系统通过PCB进行进程创建、终止、阻塞的过程如何;
如何理解进程同步的含义;
控制同步的关键在哪里。

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