操作系统原理及应用（Linux） 王红 第2章 进程管理

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1、第2章进程管理本章学习目标本章主要介绍进程的概念、状态、构成以及Linux进程的相关知识。掌握进程的概念掌握进程的描述、状态及转换理解进程的特征了解Linux进程的描述及进程通信掌握进程的同步与互斥，并能灵活运用理解线程的概念及特征第2章进程管理1教学内容2.1进程的基本概念2.2进程的描述2.3进程控制2.4进程的同步与互斥2.5进程同步问题举例2.6进程通信2.7线程本章小结22.1进程的基本概念2.1.1程序的顺序执行及其特征1．程序的顺序执行程序是人们要计算机完成的一些指令序列，是一个按严格次序、顺序执行的操作

2、序列，是一个静态的概念。我们把一个具有独立功能的程序独占处理机，直到最后结束的过程称为程序的顺序执行。2．程序顺序执行时的特征（1）顺序性。（2）封闭性。（3）可再现性。第2章进程管理32.1.2程序的并发执行及其特征1．并发执行的概念所谓程序的并发性，是指多道程序在同一时间间隔内同时发生。程序的并发执行可总结为：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的一种执行方式。第2章进程管理42．程序并发执行时的特征（1）间断性程序在并发

3、执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使这些并发执行的程序之间，形成了相互制约的关系。相互制约将导致并发程序具有“执行——暂停——执行”这种间断性的活动规律。（2）失去封闭性某程序在执行时，必然会受到其它程序的影响。（3）不可再现性在并发环境下，同一个程序执行多次，执行的过程可能不同。用程序作为描述其执行过程以及共享资源的基本单位是不合适的。因此引入了进程作为描述程序的执行过程、共享资源的基本单位。第2章进程管理52.1.3进程的定义与特征1．进程的定义人们对进程下过许多定义。现列举其中的几种

4、：（1）进程是程序的一次执行。（2）进程是可以和别的进程并发执行的计算。（3）进程就是一个程序在给定活动空间和初始条件下，在一个处理机上的执行过程。（4）进程是程序在一个数据集合上的运行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位（5）进程是动态的，有生命周期的活动。内核可以创建一个进程，最终将由内核终止该进程使其消亡。第2章进程管理6进程和程序之间的关系进程和程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系。它们之间的主要区别是：（1）程序是静态的概念，；而进程则是程序的一次执行过程。它是动态的概念。（2）进程是一个能独

5、立运行的单位，能与其它进程并发执行；而程序是不能作为一个独立运行的单位而并发执行的。（3）程序和进程无一一对应的关系。（4）各个进程在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序本身是静态的，不存在这种异步特征。第2章进程管理72．进程的特征从进程与程序的区别可以看出，进程具有如下特征：（1）动态性动态性是进程最基本的特性。进程由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及因撤消而消亡。（2）并发性这是指多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间段内同时执行。并发性是进程的重要特征，同时也是操作系统的重要特征。提高

6、并发性，可以提高系统的效率。（3）独立性进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。（4）异步性这是指进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进；或者说，进程按异步方式运行。（5）结构特征从结构上看，进程实体是由程序段、数据段及进程控制块三部分组成，也称这三部分为进程映像。第2章进程管理82.1.4进程的基本状态及转换1．进程的三个基本状态进程通常至少有三种基本状态：（1）就绪状态（ready）进程运行所需的外部条件满足，但因为其它进程已占用CPU，所以暂时不能运行。（2）执行状态(r

7、unning)外部条件满足，进程已获得CPU，其程序正在执行。在单处理机系统中，只有一个进程处于执行状态。（3）阻塞状态(blocked)进程因等待某种事件发生，而暂时不能运行的状态，称为阻塞状态，也称为等待状态。系统中处于这种状态的进程可能有多个，通常将它们排成一个队列，也有的系统则根据阻塞原因的不同将这些进程排成多个队列。第2章进程管理92．进程状态的转换对于一个系统中处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程便可执行，相应地，它由就绪态转变为执行状态。正在执行的进程也称为当前进程，如果因分配给它的

8、时间片已用完而被暂停执行时，该进程便由执行状态又回到就绪状态；一个处在执行状态的进程，如果因发生某事件而使进程的执行受阻，使之无法继续执行，该进程将由执行状态转变为阻塞状态。一个处于阻塞状态的进程，当它所需的外部事件满足，它应由阻塞状态变为就绪状态。第2章进程管理10程执行完成或撤消阻塞状态就绪状态调度用片间时进程创建进等待某事件