《進程管理英》課件

《進程管理》PPT課件目錄CONTENTS進程管理概述進程的創(chuàng)建與終止進程的同步與通信進程的互斥與死鎖進程的優(yōu)先級與調度進程管理的發(fā)展趨勢與展望01CHAPTER進程管理概述描述進程的基本概念和特性總結詞進程是程序的一次執(zhí)行，具有動態(tài)性、獨立性、制約性和有序性等特性。它是操作系統(tǒng)進行資源分配和調度的基本單位。詳細描述進程的定義與特性進程的狀態(tài)與轉換介紹進程的三種基本狀態(tài)以及狀態(tài)轉換總結詞進程狀態(tài)分為新建、運行、阻塞和就緒四種。新建狀態(tài)是進程創(chuàng)建時的狀態(tài)，運行狀態(tài)是進程獲得CPU后執(zhí)行的狀態(tài)，阻塞狀態(tài)是進程等待某個條件成立前的狀態(tài)，就緒狀態(tài)是進程具備運行條件等待CPU時的狀態(tài)。狀態(tài)轉換包括由新建到就緒、由就緒到運行、由運行到阻塞和由阻塞到就緒。詳細描述總結詞概述進程管理的功能和目標詳細描述進程管理的功能包括創(chuàng)建和終止進程、阻塞和喚醒進程、進程同步和通信等。其目標是提高CPU等資源的利用率、提高系統(tǒng)吞吐量以及改善系統(tǒng)服務質量。進程管理的功能與目標02CHAPTER進程的創(chuàng)建與終止進程是程序的一次執(zhí)行，是系統(tǒng)進行資源分配和調度的基本單位。進程的概念進程在執(zhí)行過程中會經(jīng)歷多種狀態(tài)，如新建、就緒、運行、阻塞和終止等。進程的狀態(tài)可以通過系統(tǒng)調用或事件觸發(fā)等方式創(chuàng)建新進程。進程的創(chuàng)建方式進程的創(chuàng)建進程終止的原因進程因完成執(zhí)行任務、異常結束、系統(tǒng)調用或父進程終止等原因而終止。進程終止的方式進程可以通過正常結束、異常結束或父進程調用kill()等方式終止。進程終止的處理進程終止后，系統(tǒng)會回收其占用的資源，并進行善后處理。進程的終止僵死狀態(tài)的概念當一個進程無法完成其終止操作時，會進入僵死狀態(tài)。處理僵死狀態(tài)的方法可以通過重啟系統(tǒng)、恢復資源或修復程序等方式處理僵死狀態(tài)。僵死狀態(tài)的原因僵死狀態(tài)可能是由于系統(tǒng)故障、程序錯誤或資源不足等原因引起的。進程的僵死狀態(tài)及處理03CHAPTER進程的同步與通信進程同步的概念與機制進程同步的概念進程同步是進程間協(xié)同工作的過程，通過一系列的同步機制，使得各個進程能夠按照預定的順序和規(guī)則進行操作，以達到共同完成一項任務的目的。進程同步的機制進程同步的機制包括信號量機制、消息傳遞機制、共享內存機制等。這些機制能夠實現(xiàn)進程間的協(xié)調和協(xié)作，保證系統(tǒng)資源的正確使用和任務的順利完成。管道通信管道通信是一種單向的通信方式，主要用于父子進程之間的通信。通過管道，一個進程可以將數(shù)據(jù)寫入，另一個進程可以從管道中讀取數(shù)據(jù)。消息傳遞通信消息傳遞通信是一種基于消息隊列的通信方式，用于不同進程之間的通信。通過發(fā)送和接收消息，實現(xiàn)進程間的信息交換和協(xié)同工作。共享內存通信共享內存通信是一種高效的通信方式，通過共享一段內存區(qū)域，實現(xiàn)不同進程之間的數(shù)據(jù)交換和共享。共享內存通信需要同步和互斥機制來保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性。進程間的通信方式VS信號量是一種用于控制多個進程對共享資源的訪問的計數(shù)器。它能夠保證多個進程對共享資源的正確使用和互斥訪問，避免發(fā)生死鎖和資源競爭的情況。信號量的應用信號量機制廣泛應用于操作系統(tǒng)中的進程同步和資源管理。例如，使用信號量可以實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費者問題、讀者-寫者問題等經(jīng)典并發(fā)問題的解決方案。通過合理地設置信號量的初始值和使用規(guī)則，可以有效地協(xié)調多個進程的執(zhí)行順序和資源訪問權限，保證系統(tǒng)的正確性和穩(wěn)定性。信號量的概念信號量機制及其應用04CHAPTER進程的互斥與死鎖進程互斥定義多個進程因競爭系統(tǒng)資源而導致的一種相互制約的關系，只允許一個進程使用資源，其他進程必須等待?；コ獾谋匾源_保系統(tǒng)資源使用的正確性和一致性，防止數(shù)據(jù)被破壞?；コ鈼l件當一個資源被一個進程占用時，其他需要該資源的進程必須等待。進程的互斥問題死鎖的概念及產(chǎn)生條件2.請求和保持條件一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。1.互斥條件一個資源一次只允許一個進程使用。死鎖定義兩個或多個進程在執(zhí)行過程中，因競爭資源而造成的一種相互等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法向前推進。3.不允許剝奪條件已分配的資源，未經(jīng)進程自愿釋放，不能被剝奪。4.循環(huán)等待條件若干個進程形成一種頭尾相接的環(huán)，等待環(huán)中下一個資源。解決死鎖的方法與策略預防死鎖通過設置某些系統(tǒng)策略來避免死鎖的發(fā)生。例如，限制對資源的請求、按一定順序請求資源、設置超時機制等。避免死鎖在系統(tǒng)中不出現(xiàn)死鎖的狀態(tài)稱為安全狀態(tài)?？梢酝ㄟ^動態(tài)調整系統(tǒng)狀態(tài)來實現(xiàn)安全狀態(tài)，例如銀行家算法、避免死鎖的算法等。檢測與解除死鎖通過系統(tǒng)檢測來發(fā)現(xiàn)死鎖，然后采取措施解除死鎖，例如剝奪已經(jīng)分配給某個進程的資源。鴕鳥策略不去積極地預防和避免死鎖，而是對死鎖采取一種“不予理睬”的態(tài)度，即所謂的鴕鳥策略。05CHAPTER進程的優(yōu)先級與調度靜態(tài)優(yōu)先級優(yōu)先級在進程創(chuàng)建時確定，通?；谶M程的類型、屬性或用戶需求。要點一要點二動態(tài)優(yōu)先級優(yōu)先級根據(jù)進程的行為和系統(tǒng)負載動態(tài)調整，以實現(xiàn)更靈活的調度。進程優(yōu)先級的確定先來先服務（FCFS）按照進程到達的先后順序進行調度。最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）優(yōu)先調度預計運行時間最短的進程。優(yōu)先級調度根據(jù)進程優(yōu)先級進行調度，優(yōu)先級高的進程優(yōu)先獲得資源。多級反饋隊列將進程放入不同的隊列，根據(jù)其等待時間和優(yōu)先級進行調度。進程的調度算法系統(tǒng)必須確保任務在截止時間內完成，否則會產(chǎn)生嚴重后果。硬實時系統(tǒng)盡量滿足任務的截止時間要求，但允許一定的延遲。軟實時短、確定、周期性、時限性、重要性。實時任務的特性實時系統(tǒng)的進程調度06CHAPTER進程管理的發(fā)展趨勢與展望技術挑戰(zhàn)多核處理器環(huán)境下的進程管理面臨如何有效利用多核資源、如何實現(xiàn)高效的并行計算和任務調度等挑戰(zhàn)?？偨Y詞多核處理器技術為進程管理帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇。詳細描述隨著多核處理器技術的普及，進程管理需要更加高效地利用多核資源，實現(xiàn)并行計算和任務調度，以提高系統(tǒng)整體性能。發(fā)展趨勢多核處理器環(huán)境下的進程管理將朝著更加智能、自動化的方向發(fā)展，以適應不斷變化的計算環(huán)境和應用需求。多核處理器環(huán)境下的進程管理并行計算環(huán)境下的進程管理需要更加精細和靈活的調度策略?？偨Y詞并行計算環(huán)境下的進程管理面臨如何實現(xiàn)高效的并行計算和任務調度、如何處理進程間的通信和同步等挑戰(zhàn)。技術挑戰(zhàn)并行計算環(huán)境下，進程數(shù)量和交互關系變得更加復雜，需要更加精細和靈活的調度策略來滿足不同應用的需求。詳細描述并行計算環(huán)境下的進程管理將朝著更加智能、自適應的方向發(fā)展，以適應不斷變化的計算環(huán)境和應用需求。發(fā)展趨勢并行計算環(huán)境下的進程管理總結詞詳細描述發(fā)展趨勢技術挑戰(zhàn)基于云計算的進程管理技術云計算環(huán)境下，資源的動態(tài)管理和按需分配成為關鍵，進程管理技術需要與云計算平臺緊密結合，實現(xiàn)高效的