操作系统-进程管理.docx

操作系统-进程管理.docx,系统中的多个进程可以并发执行,,如磁盘,有些是以独占方式使用的,如打印机。由此将会引起一系列的矛盾,产生错综复杂的相互制约的关系。产生这种错综复杂的相互制约关系的原因有二:资源共享进程合作进程间的关系•进程之间有两种关系:第一种是竞争关系,从而有进程的互斥(MutualExclusion)是解决进程间竞争关系的手段。•第二种是协作关系,某些进程为完成同一任务需要分工协作。进程的同步(Synchronization)是解决进租间协作关系的手段。进程间的关系进程的互斥(MutualExclusion)是指若干个进程要使用同一共享资源时,任何时刻最多允许一个进程去使用,其它要使用该资源的进程必须等待,直到占有资源的进程释放该资源。临界区管理可以解决进程互斥问题,后续课程将详细介绍临界区的解决方案。进程间的关系进程的同步(Synchronization)是解决进程间协作关系的手段。指一个进程的执行依赖于另一个进程的消息,当一个进程没有得到来自于另一个进程的消怠时则等待,直到消息到达才被唤翌。不难看出,进程互斥关系是一种特殊的进程同步关系,即逐次使用互斥共享资源。进程间的关系对于协作关系有如下例子:设input、、加工处理和打印输出任务,这是一种典型的协作关系。操作系统要确保诸进程在执行次序上协调一致:。:宿舍固定电话的使用打印机的使用还有内存变區、指针、数组等等也是临界资源。临界资源说明例1:两个进稳A、B共享一台打印机若不加以控制,两个进程的输出结果可能交织在一起,很难区分。临界资源说明例2:两个进程共享一个变疑x设:X代表某航班机座号,pl和p2两个售票进程,售票工作是对变虽*x加1。•这两个进程在一个处理机C上并发执行,分别具有内部寄存器rl和r2,:说明以前的课程也讲到了与时间有关的错误,其实就是因为共享变量,这个共享的变量就是临界资源。•如果不对临界资源加以控制,那么就可能出现错误,这就是本节要解决的问趣。什么是临界资源特点:当两个进程公用一个变莹时,它们必须顺序地使用,一个进程对公用变量操作完毕后,另一个进程才能去访问和修改这一变量。一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源c哪些临界资源?临界资源:物理设备,如输入机、打印机、磁带机等都具有这种性质。软件资源,如公用变量、数据、表格、队列等电都具有这一特点。什么是临界区临界区:在每个进程中,访问临界资源的刃卩段程序为巨够从扌吠念上分离出来,称为临界区或临界段。它就是进程中对公共变量(或存储区)进行审查与修改的程序段,称为相对于该公共变呈的临界区。什么是临界区什么是临界区什么是互斥?互斥:在操作系统中,当某一进程正在访问某一存储区域时,就不允许其他进稅来读出或者修改存储区的内容,否则,就会发生后果无法估计的错误。•进程间的这种相互制约关系称为互斥。进入临界区的准则:进入临界区的准则:(1)每次至多有一个进程处于临界区;(2)当有若干个进程欲进入临界区时,应在有限的时间内使其进入;(3)进程在临界区内仅逗留有卩及的时间。、***操作•解决进稅互斥的最简单的办法是加锁。什么是锁 用某假设变量N代农某种资源的状态■W称为“锁二锁位值:为“0"表示资源可用为〃1〃表示资源己被占用(不可用)o在系统中为每个临界资源设込一个锁位。、***操作当一个进粗使用某个临界资源之前必须完成下列操作:1、考察锁位的值(是0还是1);;2、若原来的值是为“0",将锁位宜为T",此为上锁操作(表示占用该资源);3、若原来值是为T”,(该资源已被别人占用),则不改变原来的值,循环检测等待。4、当某进稅使用完资源后,将锁位置为“0”,称为***操作,此时别的等待进程一旦检测到w的不为1了,则表示可以使用临界资源了。、***操作说明在上述简单的关锁原语中,goto语句使得lock(w)原语的进程占用处理机而等待进入互斥段(称为忙等待busywaiting)测试法,浪费CPU时间。。•为此,可将上述上锁原语和***原语做进一步修改。•修改后的原语如下所示:改进的lock和unlock算法锁和上锁、***操作设临界区的类毛为w。为了保证每一次临界区中只能有一个稅序段披执行,又设锁定位key[w]okey[w]表示该锁定位屈于类名为\v的临界区。加锁后的临界区程序描述如下:lock(key[w])//上锁<