操作系统---进程的描述与控制

Posted 2022-03-16 喝茶谢谢

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了操作系统---进程的描述与控制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

进程的描述与控制

为了提高系统的吞吐量和资源利用率，引入了进程的概念，独立运行的单位指进程。进程是一个十分重要的概念

前驱图和程序执行

早期的操作系统是顺序执行的，仅当前一个程序执行完，才执行下一个操作。

前驱图

I代表输入，C代表计算，P代表输出，输入计算再输出，一直重复。

并发执行的前驱图

这样，I2与C1就可以同时执行。

由于引进了并发执行，程序的并发执行具有以下特征：

即间断性，失去封闭性，不可再现性。

进程描述

进程定义：

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

进程控制块(PCB)：
专门的数据结构，与进程一一对应。
即一个进程，就有一个PCB。管理进程实际上就是管理PCB来实现。
例如，下图就是windowsXP的进程

进程的特征：

其是，操作系统的特征就是来自进程的特征

动态性（生命周期）
并发性（一段时间同时运行）
独立性（基本单位）
异步性（按照各自的速度向前推进）

进程是活动的，程序是静态的，实际上进程就是程序的一次执行，进程是在内存中，程序是在外存中。

进程的状态

就绪状态
执行状态
阻塞状态

状态之间的转换

PCB是进程存在的唯一标记，
PCB的作用

作为独立运行的标志
实现间断运行方式
提供进程管理所需要的信息
提供调度所需要的信息
实现与其他进程的通信与同步

PCB的信息：

进程标识符
处理机状态
进程调度信息
进程控制信息

PCB的组织方式

线性方式
链接方式
索引方式

线性方式

管理方便，查找不便

链接方式

比较常见，实际上就是指针管理

索引表组织方式

进程控制

也称为成为进程操作，是进程管理的最基本功能，一般有os内核的原语实现
原语执行期间不允许被中断，要么执行，也么不执行。

进程控制包括

进程创建
进程终止
进程阻塞与唤醒
进程激活与挂起
进程具有层次结构，是一颗有向树

进程创建过程

申请空白PCB
分配所需资源
初始化PCB
插入就绪队列

引起进程终止的事件

正常结束
异常结束
外界干预

进程终止的步骤

检索PCB，读取状态
根据状态，进行调度标志修改
子进程终止
归还资源给系统或者父进程
将PCB从所在队列移除

进程的阻塞与唤醒

进程阻塞

向系统请求资源失败
等待IO操作
等待新任务的到达

进程阻塞是自身的行为，具体过程是先停止执行，状态改为阻塞，将PCB插入阻塞队列
阻塞原语：Block

唤醒的原语Wakeup，是阻塞的逆过程，可能不是自身的行为。
具体过程是先从阻塞队列中移除，将状态改为就绪，将PCB插入就绪队列

必须成对出现Block跟Wakeup

进程的挂起跟激活

挂起原语：Suspend()
激活原语：Active()

进程通信

进程通信，就是进程之间的信息交换。

低级进程通信

效率低，交换量少

高级进程通信

效率高，普遍应用

共享存储器系统

通过共享内存（高级）
共享数据结构（效率低）

管道通讯

特性：一头进，一头出
管道实际上是一个pipe文件，是一个共享文件

消息传递机制

直接通信方式
- 发送原语：send（receive，missage）
- 接收者原语：receive（sender，missage）
间接方式（通过邮箱）
- 信箱结构，首先要定义信箱结构
- 发送原语：send（mailbox,message）
- 接受原语：receive(mailbox,message)