进程控制

Posted 2020-10-12

处理机的执行方式分为系统态和用户态
进程控制一般是由内核来实现，内核的两大方面功能：

•  支撑功能：中断处理、时钟管理、原语操作
•  资源管理功能：进程管理、存储器管理、设备管理

进程的创建：
 　　进程的层次结构：os允许一个进程创建另一个进程，所以形成了一个层次结构
  　　子进程继承父进程的所拥有的资源，注意Windows不具有层次解构，每个进程之间多具有相同的的地位，但是一个进程创建另一个进程时，获得了一个句柄，作用相当于一个令牌，可以用来控制被创建的进程，这个令牌是可以传递的，也就是说，谁获得了令牌，谁就有控制该进程的权利。

 进程图：Unix

 进程创建的过程：
　　引起进程创建的事件：用户登录、作业调度、提供服务、（前三个都是由内核完成的）应用请求（这个是由用户进程自己创建的）。
　　首先申请一个空白的PCB，获得唯一的PCB标识符，为新进程分配所需的资源，资源各种：内存、文件、io、CPU时间等。操作系统为其分配内存空间时，需要知道需要多大的内存空间。如果是批处理作业，用户创建进程时提供。如果是应用进程创建子进程，也是该进程在提出创建进程请求时给出。然后初始化PCB，有标识信息、处理机状态信息、处理机控制信息。如果进程就绪队列能够接纳新的进程，就放入就绪进程队列。

进程的终止：
引起进程终止的事件：
  正常结束，批处理系统会加一条holt指令。分时系统利用logs off 实现
  异常结束：

• 越界错：进程访问的存储区超过了该进程。
• 非法指令：执行了不存在的指令
• 特权指令错：执行了一条只允许os去执行的指令
• 运行超时
• 等待超时
• 算术运算错
•  i/o故障
• 外界干预：

   　　　　操作系统或操作员的干预，比如系统发生了死锁，有操作员或操作系统采取终止的方式将系统从死锁状态解救出来
 　　　　  父进程请求：子进程完成父进程要求的工作后，父进程提出请求结束子进程
  　　　　 因父进程终止

 进程终止的过程：
  　　首先根据进程标识符，检索出要终止的进程，读到该进程的状态。然后，如果处于运行态，立刻终止，并置调度标志位真用于指示该进程被终止后，应重新进行调度，如果还有子进程，将子进程也终止，防止子进程变为不可控的进程。被终止得到进程将所有的资源归还给父进程，或者归还给系统将被终止进程移出所在队列，等待其他程序来收集信息。信息收集完毕后，删除PCB。

进程的阻塞：
 　　引起阻塞的事件：

•   向系统请求资源失败：系统没有足够的资源分配时。
•   等待某种操作的完成：例如io操作
•   新数据尚未到达：例如进程a要对进程b输入得到数据进行处理时。
•   等待新任务的到达：比如网络环境下的发送进程，当所有的数据包发送完后，没有其他的数据包要发送时

 进程的阻塞过程： 
  　　当发生引起阻塞的事件后，进程调用block原语，可见是一种主动行为，进入block后，由于处于运行状态，所以立即终止运行，改PCB中的状态参数为阻塞状态，并将其插入阻塞队列。如果是多阻塞队列，应将该进程插入具有相同事件的队列。

进程唤醒过程:
 　　当阻塞状态的所期待的事件发生时，将等待该事件的进程唤醒，比如io操作完成后，就将其唤醒，首先存阻塞队列中移出，更改PCB中的状态值，然后将其插入就绪队列。

 需要指出的是，block，和wakeup需要成对存在。否则可能永久处于阻塞状态。

进程的挂起过程：
　　引起挂起的事件：

•   终端用户发现一些问题，希望暂停运行，以便于用户研究执行情况和程序更改。
•   父进程有需要让其暂停运行，以便协调各个子进程之间的活动，以及考查修改子进程。
•   操作系统，以便于检查运行中资源的使用情况或进行记账。
•   负荷调节的需要，当实时系统的负荷过重时，挂起不重要的进程，保证任务的完成时间，和系统的正常运行。

 挂起的过程：
  　　首先检查状态，如果处于活动就绪就该为静止就绪，如果处于活动阻塞就改为静止阻塞，为了方便考查进程运行情况，把进程的PCB放到指定的内存区域，叫做存储交换区。如果是运行态变为静止就绪。

进程的激活过程：
　　 现将进程从外存调入内存，检查进程的现行状态，如果静止就绪，就改为活动就绪，如果是静止阻塞，就改为活动阻塞。如果采用抢占策略，每当插入就绪队列时，应该检查与当前进程得到优先级，看是否要进行调度。