計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教案

進(jìn)程管理教案設(shè)計(jì)教學(xué)章節(jié)：2.1進(jìn)程的基本概念2.1.1程序的順序執(zhí)行及其特征2.1.2前趨圖2.1.3程序的并發(fā)執(zhí)行及其特征教學(xué)目的及要求：掌握：程序并發(fā)執(zhí)行的特征，程序的順序執(zhí)行及其特征。理解：前趨圖及其應(yīng)用重點(diǎn)、難點(diǎn)：程序并發(fā)執(zhí)行的特征，程序的順序執(zhí)行及其特征。教學(xué)對(duì)象：大二學(xué)生教學(xué)過(guò)程：板書設(shè)計(jì)見PPT。復(fù)習(xí)引入：通過(guò)第一章的學(xué)習(xí)，對(duì)操作系統(tǒng)有了整體上的認(rèn)識(shí)，以后的章節(jié)就是對(duì)各個(gè)部分的功能加以詳細(xì)的論述。新課講授：思考問(wèn)題：為什么要引入進(jìn)程進(jìn)程具有哪些基本特征進(jìn)程具有哪些基本狀態(tài)進(jìn)程控制塊的作用和內(nèi)容2.1進(jìn)程的基本概念引入進(jìn)程的目的是為了使多個(gè)程序能并發(fā)執(zhí)行。2.1.1程序的順序執(zhí)行及其特征1.程序的順序執(zhí)行程序的順序執(zhí)行是指若干個(gè)程序或程序段之間必須嚴(yán)格按照某種先后次序來(lái)執(zhí)行，僅當(dāng)前一程序或程序段執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后面的程序或程序段。例：每個(gè)程序有三個(gè)順序執(zhí)行的操作——I：輸入操作、C：計(jì)算操作、P：輸出操作2.程序順序執(zhí)行時(shí)的特征(1)順序性處理機(jī)的操作嚴(yán)格按照程序所規(guī)定的順序執(zhí)行。(2)封閉性程序一旦開始執(zhí)行，其計(jì)算結(jié)果不受外界因素的影響。即程序運(yùn)行時(shí)獨(dú)占全機(jī)資源，資源的狀態(tài)（除初始）只有本程序才能改變它。(3)可再現(xiàn)性程序執(zhí)行的結(jié)果與它的執(zhí)行速度無(wú)關(guān)(即與時(shí)間無(wú)關(guān))，而只與初始條件有關(guān)。2.1.2前趨圖為了描述一個(gè)程序的各部分（程序段、語(yǔ)句）間的依賴關(guān)系，或是一個(gè)大的計(jì)算的各子任務(wù)間的因果關(guān)系，采用前驅(qū)圖方式。前趨圖是一個(gè)有向無(wú)循環(huán)圖(DAG)，用于描述程序段或進(jìn)程之間執(zhí)行的先后次序關(guān)系。結(jié)點(diǎn)：描述一個(gè)程序段或進(jìn)程，或一條語(yǔ)句。有向邊：結(jié)點(diǎn)之間的偏序或前趨關(guān)系“”＝{(Pi,Pj)|在Pj開始前Pi必須完成}，若(Pi,Pj)∈，可寫成PiPjPiPj：Pi必須在Pj開始之前完成則Pi是Pj的直接前趨，Pj是Pi的直接后繼初始結(jié)點(diǎn):沒(méi)有前趨的結(jié)點(diǎn)終止結(jié)點(diǎn):沒(méi)有后繼的結(jié)點(diǎn)例：具有九個(gè)結(jié)點(diǎn)的前驅(qū)圖:前趨關(guān)系：P1?P2，P1?P3，P1?P4，P2?P5，P3?P5，P4?P6，P4?P7，P5?P8，P6?P8，P7?P9，P8?P9注意：前趨圖中絕對(duì)不能出現(xiàn)循環(huán)2.1.3程序的并發(fā)執(zhí)行及其特征1.程序的并發(fā)執(zhí)行例：在系統(tǒng)中有n個(gè)作業(yè)，每個(gè)作業(yè)都有三個(gè)處理步驟，輸入數(shù)據(jù)、處理、輸出，即Ii,Ci,Pi(i=1,2,3,...,n)。這些作業(yè)在系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)是對(duì)時(shí)間的偏序，有些操作必須在其它操作之前執(zhí)行，這是有序的，但有些操作是可以同時(shí)執(zhí)行的。2.程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的特征(1)間斷性在多道程序設(shè)計(jì)的環(huán)境下，程序是并發(fā)執(zhí)行的，它們?yōu)橥瓿梢豁?xiàng)任務(wù)而相互合作，這些程序之間要共享系統(tǒng)的資源，形成了相互制約的關(guān)系。相互制約導(dǎo)致并發(fā)程序具有“執(zhí)行——暫停——執(zhí)行”這種間斷性的活動(dòng)規(guī)律。(2)失去封閉性程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，多道程序共享系統(tǒng)的資源，因而這些資源的狀態(tài)由多道程序來(lái)改變，程序運(yùn)行失去封閉性。一程序的運(yùn)行受到其他程序的影響。(3)不可再現(xiàn)性程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，失去封閉性導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。重復(fù)執(zhí)行時(shí)，雖執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，但結(jié)果卻不同。2.1.4進(jìn)程的特征與狀態(tài)在計(jì)算機(jī)中，程序的并發(fā)執(zhí)行具有不可再現(xiàn)性。那么，如何使程序既能并發(fā)執(zhí)行，又具有