处理机的管理—进程管理

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处理机的管理—进程管理

科技小先锋 2017-11-08 23:41:00 浏览463
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1.前趋图和程序执行

    1.1、前趋图的定义 

    前趋图:有向无环图。

            结点:表示操作、语句、程序段或进程。

            边:操作之间的关系,偏序或前趋关系。

     例:进程P1、P2、P3和P4的前趋图如下:

wKioL1fgkouxXfztAAALaKyIFf0376.jpg

        注:前趋图中必须不存在循环

    1.2 并发程序设计及其执行

        1.2.1、执行情况:与操作的静态描述不一定一致         

                例:①程序段  

                       ②多道程序环境下程序的并发执行

        1.2.2、特征:

                            间断性

                            失去封闭性

                            不可再现性

        1.2.3、程序并发执行的条件                   

              引入Pi  

                    R(Pi):程序Pi在执行期间所需参考的所有变量的集合-读集

                    W(Pi):程序Pi在执行期间所需改变的所有变量的集合-写集                 

              则Pi与Pj能并发执行的条件:

                     R(Pi)∩ W(Pj)={}  R(Pj)∩ W(Pi)={}  W(Pi)∩ W(Pj)={}

                        亦即:

                     [R(Pi)∩ W(Pj)]∪[R(Pj)∩ W(Pi)]∪[W(Pi)∩ W(Pj)]= {}                                

        若两个程序能满足上述条件,它们便能并发执行,且具有可再现性。该条件又称为Bernstein条件。 

2.进程的描述

     2.1 进程的定义和特征

          引入:为描述并发下程序的执行情况       

         定义:进程是程序的一次执行过程,是系统进行资源分配和处理机调度的一个独立单位。

          结构特性:进程=程序段+数据段+PCB

    2.2 进程和程序的区别与联系

        ①进程是一个动态的概念;程序是一个静态的概念;

        ②进程具有并发性,而程序没有;      

        ③进程是资源分配和处理机调度的独立单位,其并发性受系统制约;

        ④一个程序,多次执行,对应多个进程;不同的进程可以包含同一程序。

    2.3进程的三种基本状态

        1、就绪状态(ready):等处理机

        2、执行状态(running):用处理机

        3、阻塞状态(blocked):等事件

    2.3基本状态演变图

            wKiom1fglWDxaW-PAABruyzymUI915.png

    2.4具有挂起操作的进程状态演变图

        挂起:所谓“挂起”,就是使正在活动的进程(或执行、或就绪、或阻塞)处于静止状态,此时系统回收被这些进程占用的内存资源。

                    wKioL1fgld3BwWeLAAC72NTTnlQ872.png

    2.5 进程控制块PCB

        2.5.1PCB的作用

            1、OS根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理

            2、PCB是进程存在的唯一标志

                 从PCB在进程的生命周期中起的作用了解

            3、PCB应常驻内存

        2.5.2PCB的组织方式

            1、链接方式

wKioL1fglqOie0szAACaZJBUYWA796.png

            2、索引方式

wKiom1fglqOwvz4qAACEHiZLi58707.png

3.进程控制

    3.1进程控制

        所谓进程控制,就是对系统中所有进程的生命历程实施控制。也即:进程控制是管理进程生灭及状态转换的程序的集合。

        进程控制是OS内核实现的。

    3.2操作系统的层次结构

        3.2.1引入:

                    方便设计与维护,将操作系统分为不同层次,将操作系统的功能设置在不同的层次中。

        3.2.2原则:

                    按调用关系分层,只有外层能调用内层;

                    与硬件关系密切的放在最里层;例如进程调度;

                    与用户关系密切的放在最外层;

    3.3内核

        3.3.1 在层次结构中最里层的程序模块集合。

                即:内核是计算机硬件的第一层扩充软件

        3.3.2 内核的基本功能

                1、资源管理功能

                       进程管理、存储器管理、设备管理

                2、支撑功能

                       中断处理、时钟管理、原语操作

        3.3.3内核的实现

                1、用原语实现

                2、原语:由若干条机器指令构成的,完成特定功能的一段程序,其执行过程不可分割,就象一条指令一样。


本文转自willis_sun 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/willis/1854336,如需转载请自行联系原作者


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