第十六讲 进程管理

进程管理
4.8.3.2 PIPE通信
◆管道的最简单用法是在UNIX Shell命令中用符号“|”
把2个相关命令连接起来
◆ who | sort | more
第四章
进程管理
4.8.4 消息传递
4.8.4.1 一对一
进程空间 进程 q 调用 发送命令 send(p,m) 消息链 操作系统 进程空间
client1
┇ ┇
mutex Sm
send(server, m1)
┇
:: clientn
┇ ┄ ::
PCB(server) 消息链
server
while forever do begin receive(pid, m) case pid of client1: 服务模块 1
┇
send(server, mn)
间ATT(average turn around time)
◆响应时间RT(response time)
第四章
进程管理
4.9.2 调度算法
4.9.2.1 先来先服务(FCFS: first come first service)
第四章
进程管理
4.9.2.2 最短周期优先
◆ SBF允许剥夺式调度
周转时间
ATT
q
0 1 2 3 4 5 6 7
图4-17 q与ATT的关系
第四章
进程管理
4.9.2.5 多队列反馈法
队列 0 1 2
优先级 高 中 低
时间片 8 16 24
图4-18 多队列反馈调度
┄ ┄ ┄
第四章
进程管理
4.9.3 调度实现 ◆保存下行进程的上下文
◆按上述调度算法从就绪队列选出上行进程

完成执行或被终止。
进程的创建与终止
创建进程
操作系统通过调用系统调用或其他进程来创建新进 程。
终止进程
进程可以正常终止或被其他进程强制终止。
进程调度的分类
1 非抢占式调度
进程不会被强制中断，直到主动让出CPU。
2 抢占式调度
操作系统会根据一定的优先级或时间片来中断正在运行的进程，将 CPU分配给其他进程。
进程同步的基本概念
进程同步是确保多个进程按照特定顺序执行的机制，以避免竞态条件和数据不一致的问题。
进程同步机制之互斥锁
互斥锁是最常用的进程同步机制，它确保在同一时间只能有一个进程访问共享资源。
操作系统课件：进程管理
本课程将详细介绍进程管理的各个方面，包括进程概念、进程状态与转换以 及进程调度算法等。让我们一起深入了解操作系统中最重要的组成部分之一。
什么是进程
进程是操作系统中正在执行的程序的实例。它是计算机系统中最基本的执行 单位，具有独立的内存空间和执行上下文。
进程控制块（PCB）的概念
进程控制块是操作系统中用于管理和控制进程的数据结构。它包含了进程的 状态信息以及与之相关的各种属性，如进程ID、优先级和资源占用情况。
进程状态及转换
创建
进程正在被创建，分配资源 并初始化。
就绪
进程已准备好执行，正在等 待CPU的分配。
运行
进程正在执行中。
阻塞
进程由于等待某种事件（如I/O操作）而暂停执 行。
进程调度算法的比较
先来先服务 （FCFS）
按进程到达的先后顺 序进行调度，非抢占 式。
最短作业优先 （SJF）
选择估计运行时间最 短的进程优先执行， 非抢占式。
轮转调度（RR）

和协作。
进程迁移
02
为了提高系统可靠性和可用性，分布式系统支持进程迁移，确
保关键任务能够持续运行。
负载均衡
03
分布式系统通过负载均衡技术，将任务分配到不同节点上执行
，提高系统整体性能。
THANKS
感谢观看
当系统中存在多个等待资源的进程，且每 个进程都持有至少一个资源并等待获取被 其他进程持有的资源时，就会产生死锁。
通过设置资源分配顺序或限制资源请求量 来避免饥饿。
• 死锁预防
• 死锁避免
通过破坏死锁产生的必要条件来预防死锁 ，例如预先分配资源、设置最大需求量等 。
在分配资源时进行检测和限制，避免产生 死锁，例如银行家算法。
进程的状态及其转换
总结词
阐述进程的三种基本状态及转换关系
详细描述
进程状态分为新建、运行、阻塞和就绪等状态。新建状态是进程被创建时的状态，运行状态是进程获 得CPU并执行的状态，阻塞状态是进程等待某个条件成立而暂时无法执行的状态，就绪状态是进程已 具备运行条件但未获得CPU时的状态。不同状态之间可以相互转换。
进程管理在操作系统中的应用
01
02
03
进程调度
操作系统通过进程调度算 法，合理分配系统资源， 确保进程能够高效地运行 。
进程同步
操作系统提供进程同步机 制，实现多个进程之间的 协同工作，避免资源竞争 和死锁。
进程通信
进程之间通过消息传递、 共享内存等方式进行通信 ，实现数据交换和协同工 作。
多核处理器下的进程管理技术
进程与程序的区别和联系
总结词
比较进是程序的一次执行过程，具有动态特性和独立性。 程序是静态的，而进程是动态的。程序是永存的，进程是暂时的。程序是过程的代码， 而进程是执行这些代码的过程。一个程序可以对应多个进程，但一个进程不能对应多个

饥饿预防策略
通过限制对资源的请求，或者预先分配一定量的资源，来预防饥饿问 题的产生。
死锁与饥饿的比较与联系
01
比较
02
死锁和饥饿都是由于资源分配不当所引起的，都可能导致系 统性能下降。
03
解决死锁和饥饿问题都需要考虑资源的分配和回收策略。
死锁与饥饿的比较与联系
联系
死锁和饥饿问题都涉及到资源的分配和回收，因此解决其中一个问题可能会对另一个问题产生影响。 例如，通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或几个，可以预防死锁的产生，但也可能导致饥饿问题 的出现。
死锁的产生与预防
不剥夺
已经分配的资源不能被强制剥夺。
不可抢占
一个资源只能由一个进程使用，不能被其他进程抢占。
死锁的产生与预防
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02
03
避免策略
检测与恢复策略
破坏四个必要条件
通过设计系统来避免死锁的产生。 例如，限制对资源的请求，或者 预先分配所有需要的资源。
系统定期检测是否存在死锁。如 果检测到死锁，就选择一个进程 进行终止，以解除死锁。
进程切换的过程与原理
上下文切换
在进程切换时，操作系统需要保存一个进程的上下文（包括CPU寄存器中的值、内存中的数据等），并恢复另一个进 程的上下文，以便该进程可以继续执行。
切换过程
当一个进程由于某种原因需要被中断时，操作系统会将其状态保存到磁盘中，并加载另一个进程的状态到内存中。这 个过程涉及到多个步骤，如保存和恢复上下文、更新内存和磁盘中的数据等。
04
进程的调度与切换
进程调度的基本概念
进程调度
操作系统负责分配CPU时间给各个进程，并决定哪个进程 获得CPU资源。
进程状态
进程在执行过程中会经历不同的状态，如运行、就绪、等 待等。