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操作系统 汤小丹第2章.ppt


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文档列表 文档介绍
第二章进程的描述与控制
前趋图和程序执行
进程的描述
进程控制
进程同步
经典进程的同步问题
进程通信
线程(Threads)的基本概念
线程的实现思考问题: 为什么要引入进程? 进程具有哪些基本特征? 进程具有哪些基本状态? 进程控制块的作用和内容?
前趋图和程序执行 在早期未配置OS的系统和单道批处理系统中,程序的执行方式是顺序执行,即在内存中仅装入一道用户程序,由它独占系统中的所有资源,只有在一个用户程序执行完成后,才允许装入另一个程序并执行。可见,这种方式浪费资源、系统运行效率低等缺点。
前趋图 为了能更好地描述程序的顺序和并发执行情况,我们先介绍用于描述程序执行先后顺序的前趋图。所谓前趋图(Precedence Graph),是指一个有向无循环图,可记为DAG(Directed Acyclic Graph),它用于描述进程之间执行的先后顺序。图中的每个结点可用来表示一个进程或程序段,乃至一条语句,结点间的有向边则表示两个结点之间存在的偏序(Partial Order)或前趋关系(Precedence Relation)。
进程(或程序)之间的前趋关系可用“→”来表示,如果进程Pi和Pj存在着前趋关系,可表示为(Pi,Pj)∈→,也可写成Pi→Pj,表示在Pj开始执行之前Pi 必须完成。此时称Pi是Pj的直接前趋,而称Pj是Pi的直接后继。在前趋图中,把没有前趋的结点称为初始结点(Initial Node),把没有后继的结点称为终止结点(Final Node)。此外,每个结点还具有一个重量(Weight),用于表示该结点所含有的程序量或程序的执行 时间。
在图2-1(a)所示的前趋图中,存在着如下前趋关系: P1→P2,P1→P3,P1→P4,P2→P5,P3→P5,P4→P6,P4→P7,P5→P8,P6→P8,P7→P9,P8→P9 或表示为: P={P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9} ={(P1, P2), (P1, P3), (P1, P4), (P2, P5), (P3, P5), (P4, P6), (P4, P7), (P5, P8), (P6, P8), (P7, P9), (P8, P9)}
应当注意,前趋图中是不允许有循环的,否则必然会产生不可能实现的前趋关系。如图2-1(b)所示的前趋关系中就存在着循环。它一方面要求在S3开始执行之前,S2必须完成,另一方面又要求在S2开始执行之前,S3必须完成。显然,这种关系是不可能实现的。 S2→S3,S3→S2
图2-1 前趋图
程序顺序执行 1. 程序的顺序执行 通常,一个应用程序由若干个程序段组成,每一个程序段完成特定的功能,它们在执行时,都需要按照某种先后次序顺序执行,仅当前一程序段执行完后,才运行后一程序段。例如,在进行计算时,应先运行输入程序,用于输入用户的程序和数据;然后运行计算程序,对所输入的数据进行计算;最后才是运行打印程序,打印计算结果。我们用结点(Node)代表各程序段的操作(在图2-1中用圆圈表示),其中I代表输入操作,C代表计算操作,P为打印操作,用箭头指示操作的先后次序。
这样,上述的三个程序段间就存在着这样的前趋关系:Ii→Ci→Pi,其执行的顺序可用前趋图2-2(a)描述。 即使是一个程序段,也可能存在着执行顺序问题,下面示出了一个包含了三条语句的程序段: S1: a :=x+y; S2: b :=a-5; S3: c :=b+1; 其中,语句S2必须在语句S1后(即a被赋值)才能执行,语句S3也只能在b被赋值后才能执行,因此,三条语句存在着这样的前趋关系:S1→S2→S3,应按前趋图2-2(b)所示的顺序执行。

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  • 上传人neryka98
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  • 时间2017-09-16