《計算機操作系統(tǒng)》第2章.ppt

1、計算機操作系統(tǒng),回顧,2,進程與線程,第,章,本章目標(biāo),掌握進程的概念,掌握進程調(diào)度的原理,掌握進程通信機制,了解線程的概念,什么是進程,什么是進程,進程是一個可并發(fā)執(zhí)行的具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過程，也是操作系統(tǒng)進行資源分配和保護的基本單位。簡單的說：程序的一次執(zhí)行就是一個進程。,進程的特性,一個程序可以派生多個進程。 多個不同程序運行時，也會有多個相對應(yīng)進程與其對應(yīng)。 進程是動態(tài)的，有始有終，有生命周期，有進程狀態(tài)變化。,進程與程序的區(qū)別,程序是“靜止”、無生命的，進程是“活動”的。 程序可以脫離機器長期保存，而進程是執(zhí)行著的程序。 程序不具有并發(fā)特征，不占系統(tǒng)資源，進

2、程則相反，并受到其他進程的制約和影響。 一個程序可對應(yīng)多個進程。,進程的三種基本狀態(tài),運行狀態(tài) 就緒狀態(tài) 等待狀態(tài),進程狀態(tài)的變遷,進程調(diào)度的概念,進程調(diào)度也稱為處理機調(diào)度，它協(xié)調(diào)和控制各進程對CPU的使用。相應(yīng)的進程調(diào)度程序可叫分配程序或低級調(diào)度程序。,進程調(diào)度算法,先來先服務(wù),只考慮進程進入就緒隊列的先后，而不考慮它的下一個CPU周期的長短及其他因素。,進程就緒隊列,進程就緒隊列,先來先服務(wù)舉例,設(shè)P1占CPU時間為24ns，P2為3ns，P3為3ns。 則執(zhí)行情況如下所示：,最短周期優(yōu)先法,將周期短的進程放在前面，長的放在后面。,其他算法,優(yōu)先級法：隊列中優(yōu)先級最高的進程投入運行，而不管

3、CPU周期的長短和其他因素。 輪轉(zhuǎn)法：按一定時間片(記為q)輪番運行各個進程。如果q是一個定值，則輪轉(zhuǎn)法是一種對各進程機會均等的調(diào)度方法。 多隊列反饋法：把就緒進程按優(yōu)先級排成多個隊列，同隊列的進程具有相同的時間片。高優(yōu)先級隊列的時間片比低優(yōu)先級隊列的小。,死鎖,進程通信,共享存儲原理圖,進程控制塊,進程控制塊（PCB）是描述進程名字、狀態(tài)、程序段與數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。,線程的概念,線程是進程的一個實體，被系統(tǒng)獨立調(diào)度和分配。除寄存器和棧等，本身基本不擁有系統(tǒng)資源。 一個線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個線程； 同一進程中的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行； 線程同樣有就緒、阻塞和執(zhí)行三種基本狀態(tài)。,線程與進程的

4、比較,線程是調(diào)度和分配的基本單位，而進程是資源擁有的基本單位； 進程間可并發(fā)執(zhí)行，進程中的線程亦可并發(fā)執(zhí)行； 進程的調(diào)度與切換都是由操作系統(tǒng)內(nèi)核完成，而線程則既可由操作系統(tǒng)內(nèi)核完成，也可由用戶程序進行。,Linux進程的屬性,進程ID； 父進程和父進程的ID； 用戶ID（UID）和所歸屬的組（GID）； 進程狀態(tài)：分為運行R、休眠S、僵尸Z； 進程執(zhí)行的優(yōu)先級； 進程所連接的終端名。,Linux進程管理工具,Ps：監(jiān)視進程工具 ； Pgrep：通過程序的名字來查詢進程的工具 ； kill：終止進程 ； top監(jiān)視系統(tǒng)任務(wù)的工具 。,CPU調(diào)度實例,實例說明,功能是模擬CPU的調(diào)度，調(diào)度策略為基

5、于動態(tài)優(yōu)先級的調(diào)度策略。實例是使用C語言實現(xiàn)，可以在多種編譯工具上進行調(diào)試（比如vc6.0,turbo c等）。,實例目的,強調(diào)編寫代碼規(guī)范； 加深理解操作系統(tǒng)的CPU調(diào)度策略； 掌握分析方法：流程圖，偽代碼,N-S； 掌握用c語言開發(fā)項目的思路； 掌握測試方法； 學(xué)會書寫相關(guān)文檔。,模塊設(shè)計,void main()：CPU調(diào)度主函數(shù) void jobSchedule()：進程調(diào)度 void initJobs()：初始化進程控制塊列表 void OSRun()：模擬操作系統(tǒng)的運行 PCB * createJob()：進程創(chuàng)建 void showJobinfo(PCB *job)：顯示進程信息

6、void doJob(PCB *job)：運行指定的進程 int random(int imaxvalue)：生成隨機整數(shù),CPU調(diào)度流程圖,進程調(diào)試功能模塊的流程圖,進程調(diào)度功能模塊的N-S圖,進程調(diào)度功能模塊的偽代碼2-1,void jobSchedule() int i; # if DEBUG printf(“now step into jobSchedule function n”); # endif CURPCB = null; for(遍歷進程列表) if(進程列表項不為空) 釋放進行所占空間; 進程列表項置為空; continue; CURPCB指向進程; 轉(zhuǎn)下一頁 ,進程調(diào)度功能模塊的偽代碼2-2,void jobSchedule() if(CURPCB不為空) for(遍歷系統(tǒng)進程列表) if(進程列表項不為空) CURPCB指向當(dāng)前遍歷到的進程; else SYS_RUN_FLAG = 0