第三章 进程管理.ppt

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进 程 管 理
执行
挂起
激活 活动就绪 挂起 释放 激活 活动阻塞 静止阻塞 释放 静止就绪
挂起
2
进 程 管 理
创建和撤销 阻塞和唤醒 挂起和激活
3
进 程 管 理
3.5 进程的同步与互斥
进程的同步和互斥机制的主要任务：控 制并发执行的诸进程之间能有效地共享 和相互协作，同时使并发执行的程序仍 具有可再现性。 进程互斥 进程同步 利用信号量机制解决具体问题
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进 程 管 理
一种简便的实现方法是： 一种简便的实现方法是：
lock(x)= begin local v repeat v x until v=1 (临界资源成为可用） 临界资源成为可用） 临界资源成为可用 x 0 end
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进 程 管 理
不过，这种方法是不能保证并发进程互斥执 不过，这种方法是不能保证并发进程互斥执 行所要求的准则（ 行所要求的准则（3）的（只允许一个进程进入 临界区）。为了解决这个问题， ）。为了解决这个问题 临界区）。为了解决这个问题，有些机器在硬件 中设置了“测试与设置(test set)指令 指令” 中设置了“测试与设置(test and set)指令”。 此外，有一点需要注意的是： 此外，有一点需要注意的是：在系统试验时锁定 key[S]总是设置在公有资源所对应的数据结构 为key[S]总是设置在公有资源所对应的数据结构 中的。 中的。
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进 程 管 理
s.value的物理含义
当s.value>0数值时，表示某类可用资源的数量。 而当s.value<0数值时，表示该类资源已分配完。 若有进程请求该类资源，则被阻塞，其绝对值 等于等待该类资源的进程数。 每次的P(s)操作，意味着进程请求分配该类资 源的一个单位资源。相反，执行一次V(s) 操作 意味着进程释放相应资源的一个单位资源。当 值小于等于0时，表明有进程被阻塞，需要唤 醒。

int i;
{
Flag[i]=FALSE;
}
process i;/*i-0 or i=1*/
……………..
Enter-crtsec(i);/*进入临界区*/
IN CRTICAL SECTION
Leave-crtsec(i);/*离开临界区*/
……………
【解答】
一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，在进程中对于临界资源访问的程序段称为临界区。从概念上讲，系统中各进程在逻辑上是独立的，他们可以按各自独问题的共行进程，它们之间必须互相排斥，以保证不会同时进入临界区。这种算法是不安全的。因为，在进入临界区的操作Enter-crtsec( )不是一个原子操作，如果两个进程同时执行完其循环（此前两个flag均为FALSE），则这两个进程可以同时进入临界区。
分析：本题的第一部分是检查考生对基本概念的记忆与理解，在本题的分数中占的比较小，是解答本题的基础。题目的第二部分时一个典型的生产者—消费者问题，其中的难点在于PB既是生产者优势消费者，处理不好可能造成同步错误或死锁。
【解答】
P、V操作可用下面的伪码进行描述：
PROCEDUREP（S）
BEGIN
Lock out interrupts;
（3）一个进程可以执行一个或几个程序；反之，同一个程序可能由几个进程同时执行。
（4）进程具有并发性，它能真实地描述并发执行的活动，而程序不具备这种特征。
（5）进程具有创建其它进程的功能，程序不具备这种功能。
（6）进程是一个独立的运行单位，也是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
3操作系统中为什么引入进程？
4．唤醒原语（active primitive）
当阻塞队列中的进程等待的事件发生时，都必须调用唤醒原语，以便把等待进程从阻塞中解脱出来获得重新参加调度的资格。

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3.6.3用P，V原语操作实现同步

解:由题意可知，进程PA调用的过程deposit(data)和进 程PB调用的过程remove(data)必须同步执行，因为过 程deposit(data)的执行结果是过程remove(data)的执 行条件，而当缓冲队列全部装满数据时，remove(data) 的执行结果又是deposit(data)的执行条件，满足同步 定义。从而，我们按以下三步描述过程deposit(data) 和remove(data)： 1)设Bufempty为进程PA的私用信号量，Buffull为进 程PB的私用信号量； 2)令Bufempty的初始值为n(n为缓冲队列的缓冲区个 数)，Buffull的初始值为0， 3）描述：

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信号量和P,V原语

P原语
申请资源的进程如果s<0,进 程自我阻塞，因此进程放弃 了CPU。 图3.12P原语操作功能
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信号量和P,V原语

V原语
释放资源的进程A，如果 有进程B在等待资源，A要 唤醒B进程后再返回原进 程程序执行，如果原进程 程序执行完毕，则把CPU 交给进程调度程序。
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3.7进程通信

进程通信(IPC, Inter-Process Communication)


在进程间传送数据。 操作系统可以被看作是各种进程组成的，例如用户 进程、计算进程、打印进程等。这些进程都具有各 自独立的功能，且大多数被外部需要而启动执行。 一般来说，进程间的通信根据通信的内容可以划分 为两种：
3.6同步的概念

并发进程同时访问公有数据和公有变量引出了 互斥的概念.现在研究进程的合作关系.

操作系统讲义
孙清
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Contents
课程内容安排
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
操作系统概述 系统启动及用户界面 进程管理与调度 进程同步 存储器管理 文件管理 设备管理
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管态（核心态）：系统态 目态：用户态
状态之间的转换
• 目态→管态：唯一途径是中断 • 管态→目态：设置程序状态字PSW
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进程控制块（PCB）
PCB：用于存放管理进程运行的必要信息。 PCB处于核心段，用户不能直接访问和修改PCB。 OS把所有PCB组织在一起，放在固定的内存区域， 构成PCB表。
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进程的状态迁移
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3.2 进程的控制
进程的控制使用原语实现。
原语（primitive）是在管态下运行，执行期间不 允许被中断。
原语的实现方法是以系统调用方式提供原语接口， 采用中断屏蔽方式来实现原语功能。
进程的控制原语包括：
创建、撤销、阻塞、唤醒、挂起、激活。
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1、进程的创建
父进程创建子进程时，系统从空PCB池中取一个 空PCB，并在进程表中增加一项； 为新进程分配地址空间，传递环境变量，构造共 享地址空间； 查找辅存，将新进程正文装到内存；
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4、进程的唤醒 当进程所等待的事件发生，由系统进程或 事件发生进程调用唤醒原语。
将被唤醒的进程置为就绪态，并将其PCB 加入相关的就绪队列。
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