第二章　进程管理

2.1　前驱图和程序控制

2.1.1程序的顺序执行及其特征

1. 程序的顺序执行

一个应用程序可分成若干个程序段，在各程序段之间必须按照某种先后次序顺序执行。

2. 程序顺序执行时的特征

(1) 顺序性：

处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。

(2) 封闭性：

即程序运行时独占全机资源，程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素影响。

(3) 可再现性：

只要程序执行时的环境、条件相同，当程序重复执行时，都将获得相同的结果。

2.1.2前趋图

　前趋图(PrecedenceGraph)：有向无循环图，用于描述程序段（进程)之间执行的前后关系。

  结点:用于描述一个程序段或进程，乃至一条语句。

  有向边：用于表示两个结点之间存在的前趋关系，用“→”表示。

注意：前趋图中必须不存在循环。

例题：若有以下前趋关系：P1→P2，P1→P3，P1→P4，P2→P5，P3→P5，P4→P6，P4→P7，P5→P8，P6→P8，P7→P9，P8→P9，求其前趋图。

2.1.3程序的并发执行及其特征

1．程序的并发执行

2．程序并发执行时的特征

1) 间断性：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

程序在并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。

3) 不可再现性

程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致其再失去可再现性。

2,2进程的描述

一　进程的特征与状态

1. 进程的特征和定义

进程定义：是进程实体的运行过程，系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

2.特征

1) 动态性

“由创建而产生，由调度而执行，由撤消而消亡”。

    进程实体有一定的生命期。

2) 并发性

  多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行。

  是OS引入进程的目的。

3) 独立性

　进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。

4）异步性

5) 结构特征

OS对进程的管理主要通过进程控制块PCB(ProcessControl Block)。

二. 进程的三种基本状态

1) 就绪(Ready)状态

　就绪队列。

2) 执行状态

　进程获得CPU正在执行。

3) 阻塞状态/等待状态/封锁状态

　正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态，亦即进程的执行受到阻塞。

  阻塞队列（可能有多个）。

3. 挂起状态

  1) 引入挂起状态的原因

(1)终端用户的请求。

    程序调试、检测。

  (2)父进程请求。

    父进程修改子进程或协调各子进程间活动。

(3)负荷调节的需要。

    当系统中的工作负荷较重时把一些不重要的进程挂起。

(4)操作系统的需要。

    操作系统挂起某些进程，以便检查运行中的资源使用情况或进行记账。

2) 进程状态的转换

　　挂起状态/静止状态

非挂起状态/活动状态　

 

4．创建状态和终止状态

 1) 创建状态

　创建进程步骤：

（1）为新进程创建PCB，并填写必要的管理信息；（进行到此步为创建状态）

（2）把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中。

2) 终止状态

　进程终止步骤：

（1）操作系统进行善后处理；

（2）将其PCB清零，并将PCB空间返还系统。

三进程管理中的数据结构

1.OS中用于管理控制的数据结构（了）

2.进程控制块的作用

是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。

   PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。

   OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。

   PCB是进程存在的惟一标志。

 

3．进程控制块的作用

是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。

   PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。

   OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。

   PCB是进程存在的惟一标志。

4．进程控制块中的信息

 

 

 

5. 进程控制块的组织方式

1) 链接方式　

 

                                                

 

2) 索引方式