进程控制在进程管理中的作用

Posted 2020-09-23 liguangsunls



进程控制是进程管理中最主要的功能。

它用于创建一个新进程，终止一个已完毕的进程，或者去终止一个因出现某事件而使其无法执行下去的进程，还可负责进程执行中的状态转换。

一、创建进程

1.引起创建进程的事件

在多道程序环境中，仅仅有（作为）进程（时）才干在系统中执行。因此。为使程序能执行。就必须为它创建进程。导致一个进程去创建还有一个进程的典型事件。能够有下面四类：

1） 用户登录

在分时系统中，用户在终端键入登录命令后，假设是合法用户，系统将为该终端建立一个进程，并把它插入到就绪队列中。

2）作业调度

在批处理系统中，当作业调度程序依照一定的算法调度到某作业时，便将该作业装入到内存，为它分配必要的资源，并马上为它创建进程，再插入到就绪队列中。

3） 提供服务

当执行中的用户程序提出某种请求后。系统将专门创建一个进程来提供用户所须要的服务。比如，用户程序要求进行文件打印。操作系统将为它创建一个打印进程，这样，不仅能够使打印进程与该用户进程并发执行，并且还便于计算出为完毕打印任务所花费的时间。

4） 应用请求

在上述三种情况中。都是由系统内核为它创建一个新进程。而这一类事件则是基于应用进程的需求，由它创建一个新的进程，以便使新进程以并发的执行方式完毕特定任务。

2.进程的创建过程

一旦操作系统发现了要求创建新进程的事件后，便调用进程创建原语Creat（）按下述步骤创建一个新进程。

1） 申请空白PCB。为新进程申请获得唯一的数字标识符。并从PCB集合中索取一个空白PCB。

2） 为新进程分配资源。为新进程的程序和数据以及用户栈分配必要的内存空间。

显然。此时操作系统必须知道新进程所须要的内存大小。

3） 初始化进程控制块。PCB的初始化包含：

①初始化标识信息，将系统分配的标识符和父进程标识符，填入新的PCB中。

②初始化处理机状态信息。使程序计数器指向程序的入口地址，使栈指针指向栈顶。

③初始化处理机控制信息，将进程的状态设置为就绪状态或精巧就绪状态。对于优先级。一般是将它设置为最低优先级，除非用户以显式的方式提出高优先级要求。

4） 将新进程插入就绪队列。假设进程就绪队列可以接纳新进程。便将新进程插入到就绪队列中。

二、进程终止

1.引起进程终止的事件

1）正常结束

在不论什么计算机系统中，都应该有一个表示进程已经执行完毕的指示。比如，在批处理系统中，通常在程序的最后安排一条Hold指令或终止的系统调用。

当程序执行到Hold指令时，将产生一个中断。去通知OS本进程已经完毕。

2）异常结束

在进程执行期间，因为出现某些错误和故障而迫使进程终止。

这类异常事件非常多，常见的有：越界错误。保护错。非法指令，特权指令错，执行超时，等待超时，算术运算错。I/O故障。

3）外界干预

外界干预并不是指在本进程执行中出现了异常事件，而是指进程应外界的请求而终止执行。这些干预有：操作员或操作系统干预，父进程请求。父进程终止。

2. 进程的终止过程

假设系统发生了上述要求终止进程的某事件后。OS便调用进程终止原语，按下述过程去终止指定的进程。

1）依据被终止进程的标识符。从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程状态。

2）若被终止进程正处于运行状态，应马上终止该进程的运行。并置调度标志为真。用于指示该进程被终止后应又一次进行调度。

3）若该进程还有子孙进程。还应将其全部子孙进程予以终止。以防他们成为不可控的进程。

4）将被终止的进程所拥有的所有资源。或者归还给其父进程。或者归还给系统。

5）将被终止进程（它的PCB）从所在队列（或链表）中移出。等待其他程序来搜集信息。

三、堵塞唤醒

1.引起进程堵塞和唤醒的事件

1）请求系统服务

当正在运行的进程请求操作系统提供服务时，因为某种原因，操作系统并不马上满足该进程的要求时。该进程仅仅能转变为堵塞状态来等待，一旦要求得到满足后，进程被唤醒。

2）启动某种操作

当进程启动某种操作后，假设该进程必须在该操作完毕之后才干继续运行。则必须先使该进程堵塞，以等待该操作完毕，该操作完毕后，将该进程唤醒。

3）新数据尚未到达

对于相互合作的进程，假设当中一个进程须要先获得还有一（合作）进程提供的数据才干执行以对数据进行处理，则是要其所需数据尚未到达，该进程仅仅有（等待）堵塞，等到数据到达后。该进程被唤醒。

4）无新工作可做

系统往往设置一些具有某特定功能的系统进程，每当这样的进程完毕任务后，便把自己堵塞起来以等待新任务到来。新任务到达后，该进程被唤醒。

2.进程堵塞过程

正在运行的进程，当发现上述某事件后，因为无法继续运行，于是进程便通过调用堵塞原语block把自己堵塞。可见，进程的堵塞是进程自身的一种主动行为。

进入block过程后，因为此时该进程还处于运行状态，所以应先马上停止运行，把进程控制块中的现行状态由运行改为堵塞，并将PCB插入堵塞队列。假设系统中设置了因不同事件而堵塞的多个堵塞队列，则应将本进程插入到具有同样事件的堵塞（等待）队列。最后。转调度程序进行又一次调度，将处理机分配给还有一就绪进程。并进行切换，亦即，保留被堵塞进程的处理机状态（在PCB中）。再按新进程的PCB中的处理机状态设置CPU环境。

3. 进程唤醒过程

当被堵塞的进程所期待的事件出现时。如I/O完毕或者其所期待的数据已经到达，则由有关进程（比方，用完并释放了该I/O设备的进程）调用唤醒原语wakeup（），将等待该事件的进程唤醒。唤醒原语运行的过程是：首先把被堵塞的进程从等待该事件的堵塞队列中移出，将其PCB中的现行状态由堵塞改为就绪。然后再将该PCB插入到就绪队列中。