计算机操作系统第二章.ppt

第二章进程管理
计算机,顾名思义是用来计算的,而进行计算的关键部件是CPU;
CPU能够按照一定的顺序进行正确计算是在操作系统的控制指挥下完成的;
而操作系统对CPU进行管理和施行魔法的手段就是进程和线程;
对其进行管理也就理所当然地成为操作系统的一个关键职责。
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第二章进程管理
第二章进程管理
进程的基本概念
进程控制
进程同步
经典进程的同步问题
管程机制
进程通信
线程
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第二章进程管理
进程的基本概念
前趋图
程序的顺序执行及其特征
程序的并发执行及其特征
进程的特征与状态
进程控制块
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前驱图(Precedence Graph)
前驱图是一个有向无循环图,图中的每个结点可用于表示一条语句,一个程序段或进程;结点间的有向边则表示在两结点之间存在的偏序或前驱关系。
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
结点、有向边、直接前驱、直接后继、初始结点、终止结点
无循环关系,可实现顺序执行
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程序的顺序执行
程序是一个静态的概念,是严格按次序执行的计算机操作序列的集合,体现了编程人员要求计算机完成相应功能时所应采取的顺序步骤。
一个较大的程序通常都是由若干个程序段组成。在程序执行时,必须按照某种先后次序逐个执行,仅当前一操作执行完后,才能执行后继操作。
例如:在进行计算时,总是先输入用户的程序和数据,然后才能计算,计算完成后再将结果打印出来。
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程序的顺序执行如图
I1
P1
O1
I2
P2
O2
作业1
作业2
在计算机系统中只有一个程序在运行,这个程序独占系统中所有资源,其执行不受外界影响。一道程序执行完后另一道才能开始。
程序的顺序执行
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程序的顺序执行
一个程序的多条语句的顺序执行:
S1: a:=x+y
S2: b:=a-5
S3: c:=b+1
S1
S2
S3
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程序顺序执行的特点
顺序性:一个程序开始执行必须要等到前一个程序已执行完成。
封闭性:程序一旦开始执行,其计算结果不受外界因素影响。
可再现性:程序的结果与它的执行速度无关(即与时间无关),只要给定相同的输入,一定会得到相同的结果。
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多道程序系统中程序执行环境的变化
计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序(批处理系统,分时系统、实时系统、网络与分布式系统)。这样的执行环境具有三个特点:
独立性:每道程序都是逻辑上独立的,之间不存在制约关系。
随机性:程序和数据的输入与开始执行时间都是随机的。这种随机性形成了操作系统必须同时处理多道程序的客观要求。
资源共享
硬件资源:CPU、输入输出设备,存储器
软件资源:各种例行程序、各种共享的数据
多道程序环境下执行程序的道数> 计算机系统中CPU的个数
单CPU中,则有N-1道程序处在等待CPU的状态
输入输出设备有限将导致这些设备被共享、内存有限将导致内存被共享
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程序的并发执行
I1
P1
O1
I2
P2
O2
I3
P3
O3
所谓程序的并发执行是指:若干个程序同时在系统中执行,这些程序的执行在时间上是重叠的,一个程序的执行尚未结束,另一个程序的执行已经开始。
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