操作系统学习笔记 第二章 进程管理(1)

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2.1进程的基本概念

要点:

1.分析程序执行顺序以及并发的特征

2.进程的概念、特征与状态

3.进程控制块及其组织

1.关于程序执行顺序

1)引入前趋图

描述进程执行前后关系的图

有向无循环图

Pi结点:描述一个程序段、进程或一条语句

有向边“->”:结点之间的偏序或前序关系

Pi->Pk,则PiPk的直接前趋,PkPi的直接后继。

2)程序顺序执行时的特征

(1)顺序性

         处理机的操作严格按照程序规定顺序执行

(2)封闭性

         程序一旦开始执行,其计算结果不受外界因素影响

(3)可再现性

         程序执行只要初始条件一样,不论如何停顿,重复执行多少次结果都一样。

3)程序的并发执行分析

若有N个类似前页的程序并发执行:

要符合前趋关系

并发不是随意的

并发提高效率但并发也带来问题

多个程序如果无序并发,得到的只能是混乱的执行结果

多道程序运行,走走停停的可能顺序有很多种,符合前趋图的关系才是合理并发

4)并发程序执行时的特征

      1.间断性(运行表现)

       多道->程序并发执行->要共享系统的资源->形成互相制约的关系->相互制约导致并发程序

具有“执行-暂停-执行”这种间断性的活动规律。

      2.失去封闭性

         共享资源,资源状态由多道程序改变,程序运行失去封闭性(多道程序在间接性运行中的“相互影响”造成了失去封闭性。)

      3.结果不可再现性(不可再现结果的并发无意义)

         结果不确定,程序执行将没有任何意义。

   所以:多道并发应是“有控制的并发”

              1.要“能控制”

              2.要“合理控制”

用什么控制?-进程

程序是什么:按照事先设计的功能和性能要求执行的指令序列

                     程序=程序段+数据段

那么进程实体的概念就在此基础上衍生出来:

                      进程实体=程序段+数据段+控制块PCB(并发时用于程序控制和资源管理的各种信息)

OS利用“进程实体”控制程序执行讲究产生了“进程”。

进程就是用于描述、控制程序在内存中并发运行的一个东西。

      1)具体的定义呢:

       进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

       可并发执行的程序在一个数据集合上的一次执行过程。

       程序的一次执行

       是一个程序与其数据一道通过处理机的执行所发生的活动。

      2)进程的特征

      ①结构性特征,进程的根本-PCB

      ②动态性

          进程实质上是进程实体的一次又生命期的执行过程。程序只是静态的一组有序指令。

          进程最基本特征

      ③并发性

          多个进程实体同存于内存中,在一段时间内同时运行。

          有PCB的程序才能并发

       ④独立性

       ⑤异步性

区别进程与程序

动与静:进程是动态的,程序是静态的;

               程序是有序代码的之和,进程是程序的执行;

永久与暂时:进程是暂时的,程序是永久的:

                      进程是一个状态变化的过程,程序可长久保存

结构:进程的组成包括程序、数据和进程控制块(进程各种控制信息)。

进程与程序的对应关系:

           都可以1对n。通过多次执行,一个程序可对应多个进程;

           通过调用关系,一个进程可包括多个程序。

3)进程的基本状态

进程执行时的间断性,决定了其具有多种状态。把握各进程所属的状态对进程控制至关重要。

与进程执行相关的各种共享资源有:

CPU

存储器

I/O设备

时间片

注意体会这些资源在进程状态变化中对进程运行的影响。

进程的三种基本状态

(1)就绪状态

        进程获得除CPU之外的所有必需资源,一旦得到CPU控制权,可立即运行。

(2)运行状态

       进程已获得所有运行必需的资源,正在处理机上执行。

(3)阻塞状态

       正在执行的进程由于发生某事件(请求I/O、申请缓冲、时间片到)而暂时无法执行时,便放弃CPU后暂停。

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