第3章進程管理-part

1、操作系統(tǒng)第三章 進程管理主講：一、進程的引入早期的程序：單道環(huán)境順序執(zhí)行現(xiàn)在的程序：多道環(huán)境并發(fā)執(zhí)行并發(fā)程序特征：程序執(zhí)行的間斷性；資源共享；獨立和合作(制約)性； XidianUniversityOperatingSystems-2-程序的并發(fā)執(zhí)行使得程序的執(zhí)行成為一個動態(tài)性很強的過程。而程序是一個靜態(tài)的概念，不再能切實反映程序執(zhí)行的各種特征。故而要引入新的概念來表示程序執(zhí)行過程的這種新特性。進程(pros)的定義進程的提出：IBM: CTSS/360系統(tǒng)，稱為“工作/任務(wù)”(Job/Task)。60年代初，MIT: MULTICS系統(tǒng)首先引入“進程”的概念；尚無公認的直觀的定義定義。進程就

2、是進展中的程序 / 執(zhí)行中的程序進程 = 程序 + 執(zhí)行中：進程是程序的一次執(zhí)行，該進程可與其它進程并發(fā)執(zhí)行；它是一個動態(tài)的實體，在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)設(shè)計中，進程既是資源的基本分配單元，(也是基本的執(zhí)行單元)。XidianUniversityOperatingSystems-3-進程與程序的區(qū)別和聯(lián)系程序區(qū)別：磁盤程序是靜態(tài)的，是有序代碼的集合；進程是動態(tài)的，是程序的一次執(zhí)行。程序的的，沒有生命周期，可長久保存；進程是暫時的，有生命周期，是一個動態(tài)不斷變化的過程。進程是操作系統(tǒng)資源分配和保護的基本，程序沒有此功能。進程與程序的結(jié)構(gòu)不同。形成進程內(nèi)存聯(lián)系：通過多次執(zhí)行，一個程序可對應(yīng)多個進程；通過調(diào)

3、用關(guān)系，一個進程可包括多個程序。XidianUniversityOperatingSystems-4-進程的組成進程的映像“Pros Control Block”，包含著進程的內(nèi)存描述和控制信息，進程存在的唯一標志。“純代碼”部分，描述了進程要完成的功能，是進程執(zhí)行時不可修改的部分。實體進程執(zhí)行時用到的數(shù)據(jù)。一片可供進程使用的動態(tài)區(qū)域(堆棧區(qū))，可用于：保存局部變量，傳遞參數(shù)、系統(tǒng)調(diào)用時存放返回地址等。XidianUniversityOperatingSystems-5-進程PCB程序數(shù)據(jù)工作區(qū)進程控制塊(PCB)定義：是操作系統(tǒng)用來進程詳細狀態(tài)和相關(guān)信息的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它和進程是一一對應(yīng)的，

4、是進程存在的唯一標識。進程的運。，描述進程的特征，記載進程的歷史，決定進程作用：提供進程的各種信息，以便操作系統(tǒng)查詢、控制和管理。XidianUniversityOperatingSystems-6-PCB結(jié)構(gòu)XidianUniversityOperatingSystems-7-類型內(nèi)容作用標識信息進程ID, 用戶ID, 創(chuàng)建時間,樹指針(子進程，父進程，孫子進程，祖父進程)標識一個進程現(xiàn)場信息CPU通用寄存器內(nèi)容 CPU狀態(tài)寄存器內(nèi)容處理機現(xiàn)場信息，以備恢復(fù)之用控制信息持有句柄，進程狀態(tài)信號量，調(diào)度信息 隊列指針，優(yōu)先級 資源占用信息用于進程的調(diào)度管理nt!_EPROS+0 x000 Pcb

5、+0 x078 Pro: _KPROSsLock: _EX_PUSH_LOCK+0 x080 CreateTime: _LARGE_EGER0 x1c9a12ba6109f10+0 x088 ExitTime: _LARGE_EGER 0 x0Windows進程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+0 x090 RundownProtect : _EX_RUNDOWN_REF+0 x094 UniquePro+0 x098 ActiveProsId : 0 x000000c0sLinks : _LIST_ENTRY 0 x808a6f40 - 0 x811be338 +0 x0a0 QuotaUsage: 3 0 x32

6、0+0 x0ac Quotak: 3 0 x320+0 x0b8 CommitCharge: 0 x31+0 x0bc PeakVirtualSize : 0 x6cd000Thread environment block+0 x0c0 VirtualSize: 0 x6cd000+0 x0c4 SesProsLinks : _LIST_ENTRY 0 xfa12c010 - 0 x811be364 Pros address space+0 x0cc DebugPort: (null)System address space+0 x0d0 ExceptionPort: 0 xe1292bc0:

7、 0 xe1138f40+0 x0d4 ObjectTable_HANDLE_TABLEPros block(EPROS)簡化的windows結(jié)構(gòu)圖UniversityOperating Systems-8-XidianThread block (ETHREAD).Win32 pros blockHandle tableProsenvironment block三、進程的執(zhí)行與控制進程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換運行Running被調(diào)度等待資源和事件時間片用完阻塞Blocked就緒Ready資源事件完成或XidianUniversityOperatingSystems-9-進程已獲得除處理機外的所需資源

8、，等待分配處理機執(zhí)行。也叫等待、掛起、睡眠態(tài)，此時進等待某種條件（如I/O操作或進程同步）無法運行。引起進程阻塞的原因很多，系統(tǒng)將根據(jù)不同的阻塞原因?qū)⑦M程 某個相應(yīng)的阻塞隊列中。進程占有處理機，處理機正在執(zhí)行該進程的程序。三、進程的執(zhí)行與控制進程的組織管理隊列XidianUniversityOperatingSystems-10-三、進程的執(zhí)行與控制進程控制系統(tǒng)對進程的控制和管理是通過操作系統(tǒng)內(nèi)核中的原語實現(xiàn)的。原語的可完成特定功能的程序段，它是一個“原由若干條機器指令子操作(atomic operation)”過程，執(zhí)行過程不能被中斷要么全都完成，要么全都不做。原語的原子性主要是通過中斷保證的