操作系统 进程管理.ppt

考试大纲
二、进程管理
(一)        进程与线程1.        进程概念2.        进程的状态与转换3.        进程控制4.        进程组织5.        进程通信共享存储系统;消息传递系统;管道通信。(二)处理机调度、切换与过程先来先服务调度算法;短作业(短任务、短进程、短线程)优先调度算法;时间片轮转调度算法;优先级调度算法;高响应比优先调度算法;多级反馈队列调度算法。
(三)进程同步1.        进程同步的基本概念2.        实现临界区互斥的基本方法软件实现方法;硬件实现方法。3.        信号量4.        管程5.        经典同步问题生产者-消费者问题;读者-写者问题;哲学家进餐问题。(四)        死锁1.        死锁的概念2.        死锁处理策略3.        死锁预防4.        死锁避免系统安全状态:银行家算法。5.        死锁检测和解除
(一) 进程与线程
进程概念
进程是程序的一次执行。
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(2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。

(3) 进程是程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
★★
(一) 进程与线程
进程的状态与转换★★★
挂起???
(一) 进程与线程
进程控制★★
进程的创建
申请空白PCB –〉分配资源-> 初始化PCB –〉将新进程插入就绪队列
进程的终止
操作对象:PCB、资源、子孙进程
进程的阻塞和唤醒
当一个进程期待的某一事件尚未出现时,该进程调用阻塞原语阻塞自己;对处于阻塞状态的进程,期待事件发生时,由发现者用唤醒原语唤醒,置于就绪状态。一般唤醒者和被唤醒者是合作的并发进程。
(一) 进程与线程
进程组织★★★
为了描述和记录进程的运行变化过程,并使之能正确运行,系统为每个进程建立一个进程控制块(PCB)。从结构上看,每个进程由程序段、数据段和进程控制块三部分组成。
PCB的组织方式(根据状态):链表(静态),索引
进程优先级
家族关系
占有资源清单
CPU现场保护区
进程标识符
进程当前状态
进程队列指针
程序和数据地址
(一) 进程与线程
进程通信★★
共享存储器系统
相互通信的进程共享某些数据结构或共享存储区
互斥访问问题
2。消息传递系统
由消息头和消息正文组成。发送原语Send,接收原语Receive。
直接通信(同步问题)、间接通信(媒介和关系)
3。管道(Pipe)通信
用于连接一个读进程和一个写进程以实现他们之间通信的一个共享文件,又名pipe文件。
读写同步问题
发送进程
接收进程
字符流方式写入读出
先进先出顺序
(一) 进程与线程
线程概念与多线程模型★★★
有时称轻量级进程
进程中的一个运行实体
是一个CPU调度单位
资源的拥有者还是进程或称任务
将原来进程的两个属性分开处理
与进程比较:
系统开销——轻型实体
调度——独立调度和分派的基本单位。
并发性——可并发执行。
拥有资源——共享进程资源。
(一) 进程与线程
(二)处理机调度
调度的基本概念★
在多道程序系统中,一个作业被提交后,必须经过处理机调度后,方能因获得处理机而执行。
对于批量型作业而言,通常需要经历作业调度(高级调度)和进程调度(低级调度)两个过程后,方能获得处理机。
对于终端型作业,则通常只须经过进程调度。在较完善的操作系统中,往往还设置了中级调度。
(二)处理机调度
调度时机、切换与过程★
调度时机主要有:
(1)进程状态转换的时刻:进程终止、进程睡眠;
(2)当前进程的时间片用完时
(3)进程从中断、异常及系统调用返回到用户态时
切换如下几步:(类似于中断切换的过程)
(1)首先要把当前任务的CPU寄存器的值保存
(2)将准备就绪的最高级任务的处理器寄存器复制到自己的任务堆栈。
(3)然后将进入就绪状态的最高优先级的任务的寄存器值从堆栈中恢复到寄存器中。