《复习 2 进程管理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《复习 2 进程管理（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 进程管理,1.程序顺序执行的特征2.前趋图：描述程序段或京城进程之间执行的先后顺序3.程序并发执行时的特征 间断性 失去封闭性 不可再现性4.进程的概念 进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位（1978年全国操作系统学术会议）,5.进程的特征结构特征：每个进程实体中除了相应的程序段、数据段外，还必须包含一个数据结构PCB，即进程控制块动态性并发性独立性异步性,6.在操作系统中为什么要引入进程？它会产生什么影响一是刻画系统的动态性，发挥系统的并发性，提高资源利用率。二是解决共享性，正确描述程序的执行状态。建立进程所
2、带来的好处是使多个程序能并发执行，这极大地提高了资源利用率和系统吞吐量。但从结构上看，进程实体也需要付出一定的代价，包括进程控制块及协调各运行的机构所占用的内存空间开销以及为进程切换、同步及通信所付出的时间开销,7.进程与程序的区别进程更能真实地描述并发，而程序不能进程是由程序和数据两部分组成的程序是静态的，进程是动态的进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的； 而程序是相对长久的一个程序可对应多个进程，反之亦然进程具有创建其他进程的功能，而程序没有,8.进程控制块的作用及组成作用：使一个在多道程序环境下，不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位、一个能与其他进程并发执行的进程组成：包含三
3、类主要信息：进程的标识、进程的状态和进程的控制信息。,9. 为什么说PCB是进程存在的唯一标志？在创建进程时，系统为他配置一个PCB；在进行进程调度时，系统根据PCB中的状态和优先级等信息来选择新进程，然后将老进程的现场信息保存到他的PCB中，再根据新进程PCB中所保存的处理机状态信息来恢复现场；执行中的进程，如果需要访问文件或者需要与合作进程实现同步或通信，也要访问PCB；当进程因某种原因而暂停执行时，也必须将断点的现场信息保存到他的PCB中；当进程结束时，系统将回收他的PCB。可见，再进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制和管理。,10.进程三种基本状态及相互转换11.进
4、程控制所谓进程控制，是指系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤销进程以及完成进程各状态间转换的一系列有效管理。操作系统是通过这些被称为原语的程序段对进程进行控制的12.原语原语是机器指令的延伸，由若干条机器指令构成，用于完成特定功能的一段程序。为了保证需哦的正确性，原语在执行的过程中是不可分割的，也即其执行过程是不允许被中断的,13.进程同步进程同步是指对多个相关进程在执行次序上进行协调，目的是使系统中诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。用来实现同步的机制被称为同步机制。14.进程的同步与互斥进程的互斥是指并发进程在竞争共享资源时的相互制约关系。进程的同步是
5、指一个进程是否能使用共享资源依赖与其他进程的执行情况，一个京城在没有受到其他进程的消息时必须等等待，直至另一进程送来消息后才可继续执行下去。,同步与互斥的区别,同步进程进程时间次序上受到某种限制相互清楚对方的存在及其作用，交换信息往往指有几个进程共同完成一个任务举例：生产与消费之间，发送与接受之间，作者与读者之间，供者与用者之间,互斥进程资源进程竞争到某一物理资源时不允许进程工作不一定清楚其它进程情况往往指多个任务多个进程间通讯制约举例：交通十字路口，单轨火车的拨道岔,15.临界资源和临界区临界资源特点：一次仅允许一个进程使用。临界区：每个进程访问临界资源的那一段必须互斥执行的程序。一个共享变
6、量可以有多个临界区。把使用统一变量的一组临界区称为“相关临界区”。并发进程不允许同时或交叉地在各个相关临界区中执行。16.同步机制应遵循的规则空闲让进忙则等待有限等待：应保证为有限等待，不会产生死等。让权等待：不能进入临界区的执行进程应放弃CPU执行权。,17.信号量机制及其应用信号量的含义：信号量是一个用来实现同步的整型或记录型变量，除了初始化外，对它只能执行wait和signal两种操作。信号量的物理意义：一个信号量S通常对应于一类临界资源。S.wait申请资源，S.signal释放资源。S.value表示当前可用资源数用信号量实现互斥用信号量实现前趋关系,18.管程定义：管程是关于共享资
7、源的数据结构及一组针对该资源的操作过程所构成的软件模块组成：管程名字、局部于管程的共享变量说明、对该数据结构进行操作的一组过程、对局部于管程的数据设置初值特点：管程内定义的局部变量只能被管程内定义的过程访问，不能被管程外的过程直接访问；进程要进入管程，必须调用管程中的一个过程；一次只允许一个进程在管程内执行，管程具有共享性、安全性和互斥性,19.进程通信的类型共享存储器系统消息传递系统管道通信20.消息缓冲队列通信机制应具有那几方面的功能构成消息：发送进程在工作区设置发送区，填信息。发送消息：将消息从发送区复制到消息缓冲区，并把它插入到目标进程的消息队列中。接受消息：从消息队列中去消息并拷贝到
8、接收区互斥与同步：,21.线程的属性轻型实体。线程中的实体基本上不拥有系统资源，只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。独立调度和分派的基本单位。可并发执行。共享进程资源。,22.进程与线程的比较调度型：在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程。而在引入线程的OS中，则把线程作为调度和分派的基本单位，把进程作为资源拥有的基本单位。并发性。在引入线程的OS中，不仅进程间可以并发执行，而且在一个进程的多个线程间也可以并发执行拥有资源。在这两种OS中，拥有资源的基本单位都是进程。线程除了一点在运行时必不可少的资源（如线程控制块、程序计数器、一组寄存器值和堆栈）外，
9、本身基本不拥有系统资源，但可访问其隶属进程的资源。开销。由于创建或撤销进程时，系统要分配或回收资源；进程切换时要保存和设置的现场信息也明显多于线程，因此，OS在创建、撤销和切换进程时所付出的开销明显地大于线程。另外，由于隶属于同一个进程的多个线程共享同一地址空间和该进程的所有已打开文件，从而使它们之间的同步和通信的实现也比进程更方便。,1.一条小河上有一座独木桥,规定每次只允许一个人过桥,现在河东河西都有人要过桥,如果把每个过桥者看作一个进程,为保证安全,请用PV操作实现正确管理.2.一条小河上有一座独木桥,同一方向的可连续过桥;某方向有人过桥时另一方向的人等待,现在河东河西都有人要过桥,如果把每个过桥者看作一个进程,为保证安全,请用PV操作实现正确管理.,3.在测量控制系统中，数据采集任务把所采集的数据送入一单缓冲区；计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算，试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。 4.在测温系统中要完成采样、转换和显示等任务。采样过程把从传感器上得到的整型微电压值存入一个缓冲区，转换过程把微电压值从缓冲区中取出，计算转换成温度值再存入该缓冲区，显示过程把缓冲区中的温度值取出并显示。试用PV操作实现三个过程共享缓冲区的同步问题。,
