操作系统 第二章 进程管理

Posted 2021-03-06 mylovertomylove

一、进程的基本概念

1、前趋图：有向循环图，用于描述程序/进程之间执行的前后关系。

2、程序的顺序执行：一个、独占所有资源、只想不受外界因素影响、顺序执行。

程序顺序执行的特点有：顺序性（程序之间顺序执行）、封闭性（计算结果不受外界因素的影响）、可再现性（一个程序内：程序的结果与执行速度无关【顺序】，相同的输入，相同的输出）。

3、程序的并发执行：执行时间重叠、一个未结束，另外的一个已经开始。

程序并发执行的特点：间断性、失去程序的封闭性（多个程序共享程序中的资源）、不可再现性（并非所有的执行都是不可再现）。

4、进程：

进程的实体：程序段、数据段、进程控制块（PCB）。

（1）进程的概念：指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。

（2）进程和程序的区别：

　　a.  程序为静态的，进程是动态的。

　　b.  程序为永久的，进程是暂时的。

　　c.  进程更能真实的描述并发。

　　d.  进程是由程序和数据、进程控制块三部分组成的。

　　e.  进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。

　　f.  同一程序可以对应多个进程。

（3）进程的特点：
　　a.  结构特征：由程序段和数据段、进程控制块三部分组成的。

　　b.  动态性：进程是程序的执行。

　　c.  并发性：多个进程同存在内存中，能在一段时间内同时运行。

　　d.  独立性：独立运行的基本单位，独立获得资源和调度的基本单位。

　　e. 异步性：各个进程按各自独立的不可预知的速度向前推进。

5、进程的三种基本状态：

（1）就绪状态

（2）运行状态：单处理机（一个进程）；多处理机（多个进程）。

（3）阻塞/等待状态：通过队列来管理处理

当前进程：有处理机执行。

进程被唤醒，意味着进程处于就绪状态。

6、三状态的转换模型：就绪、运行、阻塞。eg：Windows

7、五状态的转换模型：就绪、运行、阻塞、新（创建新进程：许可）、退出（释放）。

8、七状态的转换模型：就绪挂起（静止就绪）、阻塞挂起（静止阻塞）、就绪、运行、阻塞、新、退出。

9、九状态的转换模型：在内存中就绪、在内存中睡眠、被抢占、用户态的运行、内核态的运行、创建、就绪且换出、睡眠且换出、僵死。eg：Linux

补充：挂起状态（不被调度）：引入的原因（5条）。

 10、进程的控制块（PCB）：

（1） PCB中记录了OS所需要的、用于描述进程当前情况以及控制进程运行的全部信息。

（2）进程与PCB是一一对应的，并且PCB常驻于内存。

（3）它的作用是：

　　a.  将一个不能独立运行的程序编程一个可以独立运行的基本的单位，一个与其他进程并发执行的进程。

　　b.  OS利用PCB来对并发执行的进程进行控制和管理，PCB是OS感知进程存在的唯一标志。

（4）PCB的内容：

　　a.  描述信息：进程标识符（PID，唯一，通常为整数）；进程名（可执行文件名）；用户名，进程组关系。

　　b.  进程控制信息：当前状态；优先级；代码执行入口地址；程序外村地址；//；运行统计信息；进程之间的同步和通信；阻塞原因；进程的队列指针；进程的消息队列指针。

　　c.  所拥有的资源和使用情况：虚拟地址空间状况；打开文件列表。

　　d.  CPU现场保护信息：寄存器的值；指向该进程的段/页表的指针。

（5）PCB的组织：

PCB表：

　　a.  链接结构

　　b.  索引结构

二、进程的控制

三、线程

四、进程同步

五、经典的进程同步问题

六、管程机制

七、会合机制

八、进程通信