第2章 操作系统进程管理ppt课件.ppt

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1、第2章进程管理进程是操作系统中最重要的概念之一。进程不仅是最基本的并发执行单位，而且也是分配资源的基本单位。从进程观点出发，对计算机系统进行结构设计，也是软件开发的一种新技术。●进程的引入●进程的状态及其组成控制●线程和管程的概念●进程间的同步于互斥本章要点第2章进程管理●死锁的概念学习目标1、掌握：进程概念；进程的状态及其变化；进程的同步与互斥；信号量和P、V操作及其一般应用；死锁的概念、死锁的必要条件及对策。2、理解：多道程序设计；进程的组成；临界资源和临界区；线程的概念。3、了解：进程间的高级通信；管程概念。2.1进程概念2

2、.1.1程序顺序执行的特征■顺序程序设计2.1进程概念2.1.1程序顺序执行的特征■顺序程序设计t输入：计算：输出：I1C1P1I2C2P2I3C3P3t0t1t2t3t4t5t6t7t8t9t10三个程序间顺序执行Δt程序1：I1C1P1程序2：程序3：I2C2P2I3C3P39个Δt结束2.1进程概念2.1.1程序顺序执行的特征■顺序程序活动特点●顺序性：顺序执行行过程可看作一系列严格按程序规定的状态转移过程。●封闭性：程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。●可再现性：只要输入的初始条件相同，则无论

3、何时重复执行该程序都会得到相同的结果。输入：计算：输出：t0t1t2t3t4t5t6ΔttI1三个程序并发执行示例I2I3C1C2C3P1P2P3时间:5个Δt并行并行并行结束下一步下一步下一步前驱关系执行顺序2.1.2程序并发执行及其特征■程序并发执行概念2.1.2程序并发执行及其特征■程序并发执行概念●作业吞吐量是指在给定时间间隔内所完成作业的数量。●CPU的利用率。●单道程序系统的缺点：资源浪费、效率低、周转时间长等。●多道程序系统的优点：资源利用率高、吞吐量大等。tAAΔt等待I/O的时间（6个Δt）（a）单道情况110

4、78BBtAAΔt（b）两道情况1107189tΔt（c）四道情况1107189BBAACDCD2310单道、两道和四道情况1421/8Δt=0.125道程序/Δt2/9Δt=0.222道程序/ΔtAI/OAI/OBI/O4/11Δt=0.363道程序/Δt下一步A,B,C,D为程序，忽略外设；假定4个程序都需运行2个Δt时间，在期间有6个Δt时间的I/O操作；吞吐率分别为：1/8=0.1252/9=0.2224/11=0.3634道程序情况比单道提高了近3倍。显然不仅使内存充分利用，还带来处理机利用率的提高，使整个系统效率得以

5、提高。下一步结束下一步吞吐量■程序并发执行的特征①失去封闭性②程序与计算不再一一对应③并发程序在执行期间相互制约varrow，col:integer;ticket[n][m]:integer;┅procedurebooking1：begin2：ifrow<=n3：begin4：ticket[row][col]:=1;赋值1表示已售5：write(“座位：”row“排”，col“号”);6：col=colmodm+1;7：ifcol=1;8：row=row+1;9：end10：else11：write（“座位已售完！”）;12：en

6、d共享数据1234┅m1234┅i┅n航班座位示意图：begin：ifrow<=n：begin：ticket[row][col]:=1;：write(“座位：”row“排”，col“号”);┅：begin：ifrow<=n：begin：ticket[row][col]:=1;：write(“座位：”row“排”，col“号”);┅B1：B2：12345中断12345当前位置row=3；col=4row=3；col=4row=3；col=4结束例：在多道程序设计环境下，“结果再现性”被打破的简单例子----航班售票系统2.1.3进程

7、概念的引入和定义■引入进程概念多道程序并发执行所引发的一系列新情况，必须引入新的概念来描述程序动态执行过程的性质。2.1.3进程概念的引入和定义■进程概念定义定义：程序在并发环境中的执行过程。●进程最根本的属性是动态性和并发性“进程”是操作系统的最基本、最重要的概念之一。这是对正在运行程序的一个抽象。但还没有形成统一的定义。★生活中事例——按菜谱做菜●进程和程序的区别动态性并发性非对应性异步性■进程特征（1）动态性（2）并发性（3）调度性（4）异步性（5）结构性2.2进程状态描述及组织方式2.2.1进程的状态及其转换■进程的状态三

8、种基本状态●运行状态（Running）●就绪状态（Ready）●阻塞状态（Blocked）2.2.1进程的状态及其转换进程的5种状态及其转换■进程状态的转换（1）就绪→运行（2）运行→阻塞（3）阻塞→就绪（4）运行→就绪进程五状态及转换图事件发生如