操作系统第二章(一)

2.1多道程序设计

2.1.1程序的顺序执行

单道系统中,程序是顺序执行的,即程序在执行时,必须按照某种先后次序进行,仅当前一操作执行完后,才能执行其后续操作。因此在某一时刻,系统的各个部分中只有一部分在工作。 

主要特点:

(1)封闭性:程序运行过程中独占资源,只有程序本身才能够改变系统资源的状态。

(2)可再现性:只要初始条件相同,那么结果相同

(3)顺序性:处理机操作,严格按照规定的顺序执行

2.1.2程序的并发执行

 前驱图:

 也就是说,p3的执行必须满足p1和p2已经成功执行。

主要特点:

(1)间断性:程序在并发执行时,由于共享资源,或者为完成同一任务而相互合作,致使在并发程序间形成了相互制约的关系。

(2)失去封闭性:程序在并发执行时,是多个程序共享系统中的各种资源,所以这些资源的状态可以由多个程序来改变,使其失去了封闭性。

(3)不可再现性:程序在并发执行时,由于失去了封闭性,也导致失去了可再现性。

2.2进程的描述

1.我国定义:进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

2.进程五大特征:

(1)动态性:具有生命周期。即它由系统“创建”而诞生,因被“调度”而执行,因得不到资源而暂停,最后因被“撤消”而消亡。

(2)并发性:是指不同进程的动作在时间上可以重叠,即系统内的多个进程是可以并发执行的。

(3)独立性:指进程实体是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统中独立获得资源和独立调动的基本单位。

(4)异步性:指进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进

(5)结构特性:从结构上看,每个进程都由程序段、数据段和一个PCB三部分组成。

3.进程与程序的区别:

(1)从定义上看,进程是程序处理数据的过程,而程序是一组指令的有序集合;

(2)进程具有动态性、并发性、独立性和异步性等,而程序不具有这些特性;

(3)从进程结构特性上看,它包含程序(以及数据和PCB);

(4)进程和程序并非一一对应。

4.进程的三种基本状态

(1)就绪(Ready)状态:当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源,只要能再获得处理机,便可立即执行  

(2)执行(Running)状态:当进程已获得处理机,其程序正在处理机上执行,  

(3)阻塞(Blocked)状态:正在执行的进程,由于等待某事件发生而无法执行时,便放弃处理机而处于暂停状态。在不少系统中,又增加了两种基本状态:①新状态 ②终止(Terminated)状态

5.进程控制块——PCB

定义:PCB是系统为了描述和控制进程的运行而为进程定义的一种数据结构, 它是进程实体的一部分,是进程存在的唯一标志,也是操作系统中最重要的结构体类型的数据结构。

PCB作用:

(1)标识进程的存在:系统创建进程时,就为之创建一个PCB;进程结束时,系统又回收其PCB,进程便随之消亡。

(2)为系统提供可并发执行的独立单位:PCB使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其他进程并发执行的进程。没有为之建立PCB的程序是不能并发执行的。  

(3)为系统控制和管理进程提供所需的一切信息。

 2.3 进程的控制

1.原语操作:原语本身是由若干条指令构成、用于完成特定功能的一个过程,其执行呈原子性特征,即不可分割的。原语是机器指令的延伸。

2.进程管理:进程管理模块运行频率较高,常在内核中,主要实现进程的调度与分派、创建与撤消、同步通信等,由原语来实现。

3.常见的进程控制原语:进程的创建原语、进程的撤消原语、进程的阻塞原语、进程的唤醒原语、进程的挂起原语、进程的激活原语

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