清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 第3章进程管理 31进程的概念 32进程的描述 33进程状态及其转换 34进程控制 35进程互厍 36进程同步 37进程通信 38死锁问题 39线程 本章小结 习题
第3章 进程管理 3.1 进程的概念 3.2 进程的描述 3.3 进程状态及其转换 3.4 进程控制 3.5 进程互斥 3.6 进程同步 3.7 进程通信 3.8 死锁问题 3.9 线程 本章小结 习题
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 31进程的概念 现代操作系统的重要特点是程序的并发执行,及系 统所拥有的资源被共享和系统的用户随机地使用。 这三个特点是互相联系和互相依赖的,它们是互相 独立的用户如何使用有限的计算机系统资源的反映。 通常,操作系统的重要任务之一是使用户充分、有 效地利用系统资源。采用一个什么样的概念,来描 述计算机程序的执行过程和作为资源分配的基本单 位才能充分反映操作系统的执行并发、资源共享及 用户随机的特点呢?这个概念就是进程。为了讲清 进程的概念,以及引入进程概念的必要性等,下面 将从操作系统的特点讲起
3.1 进程的概念 现代操作系统的重要特点是程序的并发执行，及系 统所拥有的资源被共享和系统的用户随机地使用。 这三个特点是互相联系和互相依赖的，它们是互相 独立的用户如何使用有限的计算机系统资源的反映。 通常，操作系统的重要任务之一是使用户充分、有 效地利用系统资源。采用一个什么样的概念，来描 述计算机程序的执行过程和作为资源分配的基本单 位才能充分反映操作系统的执行并发、资源共享及 用户随机的特点呢？这个概念就是进程。为了讲清 进程的概念，以及引入进程概念的必要性等，下面 将从操作系统的特点讲起
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 311程序的并发执行 1.程序的顺序执行 程序是一个在时间上按严格次序前后相继的操作序 列,是一个静态的概念。程序体现了编程人员要求 计算机完成所要求功能时所应该采取的顺序步骤。 显然,一个程序只有经过执行才能得到最终结果, 且一般用户在编写程序时不考虑在自己的程序执行 过程中还有其他用户程序存在这一事实。另外,计 算机CPU是通过时序脉冲来控制顺序执行指令的。 其执行过程可以描述为: Repeat ir←M[pc pC←pc+1 Execute(instruction in IR)) Until cpu halt
3.1.1 程序的并发执行 1. 程序的顺序执行 程序是一个在时间上按严格次序前后相继的操作序 列，是一个静态的概念。程序体现了编程人员要求 计算机完成所要求功能时所应该采取的顺序步骤。 显然，一个程序只有经过执行才能得到最终结果， 且一般用户在编写程序时不考虑在自己的程序执行 过程中还有其他用户程序存在这一事实。另外，计 算机 CPU是通过时序脉冲来控制顺序执行指令的。 其执行过程可以描述为： Repeat IR ← M ［pc］ pc ← pc+1 〈 Execute (instruction in IR)〉 Until CPU halt
000000000 这里R为指令寄存器,p为程序计数器,M为存储 器。显然,程序的顺序性与计算机硬件的顺序性是 致的。我们把一个具有独立功能的程序独占处理 机直至最终结束的过程称为程序的顺序执行。程序 的顺序执行具有如下特点: (1)顺序性 程序顺序执行时,其执行过程可看作一系列严格按 程序规定的状态转移过程。 (2)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。 (3)可再现性 只要输入的初始条件相同,则无论何时重复执行该 程序都会得到相同的结果
这里IR为指令寄存器，pc为程序计数器，M为存储 器。显然，程序的顺序性与计算机硬件的顺序性是 一致的。我们把一个具有独立功能的程序独占处理 机直至最终结束的过程称为程序的顺序执行。程序 的顺序执行具有如下特点： (1) 顺序性 程序顺序执行时，其执行过程可看作一系列严格按 程序规定的状态转移过程。 (2) 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。 (3) 可再现性 只要输入的初始条件相同，则无论何时重复执行该 程序都会得到相同的结果
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 2.多道程序系统中程序执行环境的变化 在许多情况下,需要计算机能够同时处理多个具有 独立功能的程序。批处理系统、分时系统、实时系 统以及网络与分布式系统等都是这样的系统。这样 的执行环境具有下述三个特点: (1)独立性 每道程序都是逻辑上独立的,它们之间不存在逻辑 上的制约关系。 (2)随机性 在多道程序环境下,特别是在多用户环境下,程序 和数据的输入与执行开始时间都是随机的。 (3)资源共享 资源共享将导致对进程执行速度的制约
2. 多道程序系统中程序执行环境的变化 在许多情况下，需要计算机能够同时处理多个具有 独立功能的程序。批处理系统、分时系统、实时系 统以及网络与分布式系统等都是这样的系统。这样 的执行环境具有下述三个特点： (1) 独立性 每道程序都是逻辑上独立的，它们之间不存在逻辑 上的制约关系。 (2) 随机性 在多道程序环境下，特别是在多用户环境下，程序 和数据的输入与执行开始时间都是随机的。 (3) 资源共享 资源共享将导致对进程执行速度的制约