第2章 进程管理

→,记为Pi → Pj，则Pi是Pj的直接前趋，Pj是Pi的直接后继 把没有前趋的结点称为初始结点(Initial Node)，把没有后继
的结点称为终止结点(Final Node)。 每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示该结点所含有
的程序量或结点的执行时间。
前趋图 P2
P5
P1
P3
第二章-进程管理
第二章 进程管理
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
Contents
1 前趋图和程序执行 2 进程的描述 3 进程控制 4 进程同步 5 经典进程的同步问题 6 进程通信 7 线程的基本概念 8 线程的实现
01
前趋图和程序执行
前趋图
※ 前趋图是一个有向无循环图(DAG)，用于描述进程之间 执行的前后关系
结点：描述一个程序段或进程，或一条语句 有向边：结点之间的偏序或前序关系“→” →={(Pi,Pj) Pi must complete before Pj may start}，若(Pi,Pj)
I1
C1
P1
I2
C1
P2
程序的顺序执行
对于一个程序段中的多条语句来说，也有一个执行顺序的 问题。如果对于下述三条语句的程序段： S1：a = x+y S2：b = a-5 S3：c = b+1
(其中S2必须在a被赋值以后才能执行；同样S3也只能在b被赋值 以后才能执行)

第题中，如果修改问题中的同步算法，要求 对写进程优先，即一旦写进程到达，后续的读者进程必须等待， 而无论是否有读者进程在读文件。写出相应进程的程序段。 semaphore fmutex=1, rmutex=1, wmutex=1;que=1;
int rcount=0, wcount=0; void main() { parbegin(reader, writer); }
12
void reader { while(1) { wait(que); wait(rmutex); if(0==readcount) wait(fmutex); readcount++; signal(rmutex); signal(que); …. begin to read wait(rmutex); readcount--; if(readcount==0) signal (fmutex); signal(rmutex); } }
读者—写者问题（读优先） 读者 写者问题（读优先） 写者问题 semaphore rmutex=1,wmutex=1; int readcount=0; = void main() { parbegin(reader,writer); }
读者进程： 读者进程： void reader() { while(1) { wait(rmutex); if (readcount==0) wait(wmutex); readcount++; signal(rmutex); … 读操作 wait(rmutex); readcount--; if (readcount==0) signal(wmutex); signal(rmutex); } }
18
chopstick［ ={1 semaphore chopstick［5］={1,1,1,1,1}; viod main() { parbegin(P0(),P1(),P2(),P3(),P4()); parbegin(P0(),P1(),P2(),P3(),P4()); } Pi() /*i=0,1,2,3,4*/ { while(1) { wait(chopstick［i］); ［ ］ wait(chopstick［(i+1)%5］); ［ ］ eating; … signal(chopstick［i］); ［ ］ signal(chopstick［(i+1) %5］); ［ ］ thinking; } }

2· 2 进程的状态及转换
状态及其转换 静止就绪状态：表明进程具备运行条件但目前在二级存储器中，当它被 对换到主存才能被调度执行 静止阻塞状态：表明进程正在等待某一事件且在二级存储器中 ①运行或活动就绪→静止就绪，活动阻塞→静止阻塞 通过挂起操作(suspend)。 ②静止就绪→活动就绪, 静止阻塞→活动阻塞 通过激活操作(activate)。 ③静止阻塞→静止就绪: 当等待的事件发生时。 挂起进程的特征： （1）该进程不能立即执行。（2）挂起进程可能会等待事件，但所等待 事件是独立于挂起条件的，事件结束并不能导致进程具备执行条件。 （3）进程进入挂起状态是由于操作系统、父进程或进程本身阻止它 的运行。（4）结束进程挂起状态的命令只能通过操作系统或父进程 发出。
题目：
4、进程执行时的间断性，决定了进程可能具有多种状态。进程的基 本状态有三种，在分时系统中，当一个进程拥有的时间片到时， 则该进程即由[1]进入[2]。如果出现因某种原因使得处理机空闲时， 则需要从就绪队列中选择一进程，并将处理机分配给它，此时该 进程进入[3]，这个过程是由[4]来完成。 供选择的答案： [1][2][3] A、就绪状态 B、静止状态 C、阻塞状态 D、运行状态 [4] A、进程控制程序 B、资源分配程序 C、进程调度程序 D、处理机分配程序 5、下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（ ）。 A. 就绪->运行 B. 运行->就绪 C. 就绪->阻塞 D. 阻塞->就绪 6、一个进程被唤醒意味着（ ）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首
2· 2 进程的状态及转换
3、细分5种状态的进程状态及其转换 新建、就绪、运行、阻塞、终止 新建：对应进程刚被创建的状态，为一个新进程 创建必要的管理信息，它并没有被提交运行， 而是等待操作系统完成创建进程的必要操作。 终止：进程已完成执行就变为终止状态。进入终 止态的进程不再执行，但依然临时保留在系统 中等待善后。一旦其他进程完成了终止进程的 信息抽取后，系统将删除该进程。

2.1 前趋图和程序执行
例：有7个结点的前趋图。
P = { P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7 } → = {（P1，P2），（P1，P3），（P1，P4）， （P2，P5），
（P3，P5），（P4，P6），（P5，P7），（P6，P7）}
2
1 3
4
5
7 6
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的顺序执行
打印三项操作。其程序段并发执行的前趋图:
I1 → I2 → I3 → I4 →
↘↘↘↘
C1 → C2 → C3 → C4 →
↘↘↘↘
P1 → P2 → P3 → P4 →
2.1 前趋图和程序执行
例2．Begin integer N:=0;
Cobegin
Program A : begin
Program B : begin
void popaddr (top) { top --; r=*top; return (r) }
void pushaddr(blk) { *top = blk; top++;
}
先执行 popaddr 的top--，接着执行pushaddr的*top=blk
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序并发执行过程及条件 （Bernstein条件）
果必相同。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
➢ 程序执行环境
➢ 独立性，逻辑上是独立的。 ➢ 随机性：输入和执行开始时间都是随机的。 ➢ 资源共享：资源共享导致对进程执行速度
的制约。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
并发执行是指两个程序执行时间上是重叠 的。凡是能由一组并发程序完成的任务，都 能由相应的单个程序完成。 例1：有一批程序，而每个程序需输入，计算，