交通923、927操作系統(tǒng)電子課件zgsosjiaoan

122三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院主講教師：翟高壽（副教授）聯(lián)系電話：(辦)電子郵件：制作人：翟高壽制作單位：北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院《操作系統(tǒng)》222三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院第二章進(jìn)程管理2.1進(jìn)程的基本概念2.2進(jìn)程控制2.3進(jìn)程同步2.4經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題2.5進(jìn)程通信2.6管程與線程322三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建與終止2.2.5進(jìn)程的阻塞與喚醒2.2.6進(jìn)程的掛起與激活422三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程控制塊進(jìn)程實(shí)體的一部分，擁有描述進(jìn)程情況及控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息的記錄性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程操作系統(tǒng)控制和管理并發(fā)執(zhí)行進(jìn)程的依據(jù)進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志常駐內(nèi)存并存放于操作系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的PCB區(qū)？522三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程控制塊中的信息進(jìn)程標(biāo)識(shí)符內(nèi)/外部、父/子進(jìn)程、用戶標(biāo)識(shí)符處理器狀態(tài)信息通用、PC、PSW、用戶棧指針寄存器進(jìn)程調(diào)度信息進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、事件及其它進(jìn)程控制信息程序和數(shù)據(jù)地址、進(jìn)程同步通信機(jī)制資源清單、鏈接指針622三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程控制塊的組織方式1鏈接方式PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5PCB6PCB7PCB8......空閑隊(duì)列指針執(zhí)行指針就緒隊(duì)列指針阻塞隊(duì)列指針675108722三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程控制塊的組織方式2索引方式PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5PCB6PCB7PCB8......執(zhí)行指針就緒表指針阻塞表指針就緒索引表阻塞索引表822三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建與終止2.2.5進(jìn)程的阻塞與喚醒2.2.6進(jìn)程的掛起與激活922三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)和操作系統(tǒng)內(nèi)核處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)系統(tǒng)態(tài)（核心態(tài)/管態(tài)）、用戶態(tài)（目態(tài)）操作系統(tǒng)內(nèi)核支撐功能中斷處理、時(shí)鐘管理、原語(yǔ)操作資源管理功能進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理？1022三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建與終止2.2.5進(jìn)程的阻塞與喚醒2.2.6進(jìn)程的掛起與激活1122三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程圖（進(jìn)程樹(shù)）描述進(jìn)程家族關(guān)系的有向樹(shù)結(jié)點(diǎn)/有向邊父/子進(jìn)程祖父進(jìn)程/祖先ABCDEHLMIJFGK有什么用？1222三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建與終止2.2.5進(jìn)程的阻塞與喚醒2.2.6進(jìn)程的掛起與激活1322三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院引起創(chuàng)建/終止進(jìn)程的事件用戶登錄分時(shí)系統(tǒng)中，驗(yàn)證為合法的終端用戶登錄作業(yè)調(diào)度批處理系統(tǒng)中作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度到某作業(yè)提供服務(wù)運(yùn)行中的用戶程序提出某種請(qǐng)求應(yīng)用請(qǐng)求基于應(yīng)用進(jìn)程的需要由其自身創(chuàng)建新進(jìn)程正常結(jié)束批處理系統(tǒng)中Halt，分時(shí)系統(tǒng)中LogsOff異常結(jié)束越界錯(cuò)誤、保護(hù)錯(cuò)特權(quán)指令錯(cuò)非法指令錯(cuò)運(yùn)行超時(shí)、等待超時(shí)算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)、I/O故障外界干預(yù)操作員或操作系統(tǒng)干預(yù)父進(jìn)程請(qǐng)求/終止1422三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程創(chuàng)建/終止過(guò)程Create()原語(yǔ)1、分配標(biāo)識(shí)符，并申請(qǐng)空白進(jìn)程控制塊2、為新進(jìn)程的程序和數(shù)據(jù)及用戶棧分配必要的內(nèi)存空間所需內(nèi)存大小問(wèn)題3、初始化進(jìn)程控制塊自身/父進(jìn)程標(biāo)識(shí)符處理機(jī)狀態(tài)/調(diào)度信息4、將新進(jìn)程插入到就緒進(jìn)程隊(duì)列Terminate()原語(yǔ)1、檢索被終止進(jìn)程PCB，讀取進(jìn)程狀態(tài)2、若其正處于執(zhí)行狀態(tài)，應(yīng)立即中止執(zhí)行并設(shè)置其調(diào)度標(biāo)志為真，以指示調(diào)度新進(jìn)程3、終止子孫進(jìn)程4、資源歸還5、移除被終止進(jìn)程PCB，等待其它程序利用1522三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建與終止2.2.5進(jìn)程的阻塞與喚醒2.2.6進(jìn)程的掛起與激活1622三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院引起進(jìn)程阻塞/喚醒的事件請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)但不能立即滿足啟動(dòng)某種操作且必須在該操作完成之后才能繼續(xù)執(zhí)行新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)相互合作進(jìn)程的一方需首先獲得另一進(jìn)程數(shù)據(jù)才能繼續(xù)無(wú)新工作可做特定功能系統(tǒng)進(jìn)程當(dāng)完成任務(wù)且暫無(wú)任務(wù)系統(tǒng)服務(wù)滿足操作完成數(shù)據(jù)到達(dá)新任務(wù)出現(xiàn)1722三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程阻塞/喚醒過(guò)程Block()原語(yǔ)1、先立即停止執(zhí)行，把進(jìn)程控制塊中的現(xiàn)行狀態(tài)由“執(zhí)行”改為阻塞，并將它插入到對(duì)應(yīng)的阻塞隊(duì)列中2、轉(zhuǎn)調(diào)度程序進(jìn)行重新調(diào)度，將處理機(jī)分配給另一就緒進(jìn)程，并進(jìn)行切換Wakeup()原語(yǔ)首先把被阻塞進(jìn)程從等待該事件的阻塞進(jìn)程隊(duì)列中移出，將其PCB中的現(xiàn)行狀態(tài)由阻塞改為就緒，然后再將該進(jìn)程插入到就緒隊(duì)列中？原語(yǔ)配對(duì)！1822三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建與終止2.2.5進(jìn)程的阻塞與喚醒2.2.6進(jìn)程的掛起與激活1922三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程掛起/激活過(guò)程Suspend()原語(yǔ)1、檢查被掛進(jìn)程現(xiàn)行狀態(tài)并修改和插隊(duì)2、復(fù)制PCB到指定區(qū)域3、若被掛進(jìn)程正在執(zhí)行則轉(zhuǎn)向調(diào)度程序重新調(diào)度Activate()原語(yǔ)1、先將進(jìn)程從外存調(diào)入內(nèi)存，檢查現(xiàn)行狀態(tài)并修改和插隊(duì)2、若有新進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列且采用了搶占式調(diào)度策略，則檢查和決定是否重新調(diào)度？？2022三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程控制塊2.2.2處理機(jī)執(zhí)行狀態(tài)與操作系統(tǒng)內(nèi)核2.2.3進(jìn)程圖2.2.4進(jìn)程的創(chuàng)建