计算机操作系统(第四版)第二章进程的概念

计算机操作系统（第四版）---第⼆章进程的描述与控制课后习题答案1.什么是前趋图？为什么要引⼊前趋图？答：前趋图(Precedence Graph)是⼀个有向⽆循环图，记为DAG(DirectedAcyclicGraph)，⽤于描述进程之间执⾏的前后关系。

2.画出下⾯四条语句的前趋图:S1：a=x+y; S2：b=z+1; S3：c=a – b；S4：w=c+1;3. 什么程序并发执⾏会产⽣间断性特征？答：程序在并发执⾏时，由于它们共享系统资源，为完成同⼀项任务需要相互合作，致使这些并发执⾏的进程之间，形成了相互制约关系，从⽽使得进程在执⾏期间出现间断性。

4.程序并发执⾏时为什么会失去封闭性和可再现性？答：程序并发执⾏时，多个程序共享系统中的各种资源，因⽽这些资源的状态由多个程序改变，致使程序运⾏失去了封闭性，也会导致其失去可再现性。

5.在操作系统中为什么要引⼊进程概念？它会产⽣什么样的影响?答：为了使程序在多道程序环境下能并发执⾏，并对并发执⾏的程序加以控制和描述，在操作系统中引⼊了进程概念。

影响: 使程序的并发执⾏得以实⾏。

6.试从动态性，并发性和独⽴性上⽐较进程和程序?答：(1)动态性是进程最基本的特性，表现为由创建⽽产⽣，由调度⽽执⾏，因得不到资源⽽暂停执⾏，由撤销⽽消亡。

进程有⼀定的⽣命期，⽽程序只是⼀组有序的指令集合，是静态实体。

(2)并发性是进程的重要特征，同时也是OS 的重要特征。

引⼊进程的⽬的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执⾏，⽽程序是不能并发执⾏的。

(3)独⽴性是指进程实体是⼀个能独⽴运⾏的基本单位，也是系统中独⽴获得资源和独⽴调度的基本单位。

对于未建⽴任何进程的程序，不能作为独⽴单位参加运⾏。

7.试说明PCB 的作⽤，为什么说PCB 是进程存在的惟⼀标志？答：PCB 是进程实体的⼀部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。

作⽤是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，成为能与其它进程并发执⾏的进程。

操作系统第二章知识点总结操作系统是计算机系统中最核心的部分之一，它负责管理计算机的资源，并提供用户与计算机硬件之间的接口。

操作系统的设计和实现涉及到多个方面的知识，包括进程管理、内存管理、文件系统、输入输出等。

本文将针对操作系统第二章的知识点进行总结，主要涵盖了进程管理和线程管理、进程同步、死锁以及内存管理等方面的内容。

一、进程管理和线程管理1.1 进程的概念进程是指程序执行时的一次动态过程，是程序在执行过程中的实例。

进程是操作系统中的基本执行单元，每个进程都有自己的地址空间、代码、数据、环境变量等信息。

1.2 进程的状态操作系统中的进程通常具有多种状态，包括运行态、就绪态和阻塞态。

进程在不同的状态之间切换，这些状态的切换由操作系统的调度器完成。

1.3 进程的创建和删除进程的创建是指操作系统根据用户请求或者其他进程的要求，在内存中分配资源以及初始化进程控制块等信息。

进程的删除则是指进程执行完毕或者出现错误时，操作系统释放进程占用的资源，并将进程控制块从系统中移除。

1.4 进程的调度进程的调度是指操作系统根据一定的调度算法将就绪态的进程分配给处理器进行执行。

调度算法可以采用先来先服务、短作业优先、轮转等多种方式。

1.5 线程的概念线程是进程的一部分，是进程中的一个实体，是系统调度的基本单位。

一个进程可以包含多个线程，线程共享进程的资源。

1.6 线程的创建和删除线程的创建包括为线程分配资源、初始化线程控制块等操作。

线程的删除则是将线程控制块从系统中移除，并释放线程占用的资源。

1.7 线程的调度线程的调度是操作系统根据一定的调度算法将就绪态的线程分配给处理器进行执行。

线程调度与进程调度有一些不同之处，例如可以采用抢占式调度的方式。

二、进程同步2.1 进程同步的概念进程同步是指多个进程或者线程在对共享资源进行访问时，保证它们按照某种特定的顺序执行，避免发生竞争条件和数据不一致等问题。

2.2 临界区问题临界区是指一段代码，在同一时刻只能有一个进程或者线程执行。

操作系统中进程的概念操作系统中进程的概念一、引言操作系统是计算机系统中最基础也是最重要的软件之一，它负责管理计算机的硬件资源，为用户提供友好的界面和高效的服务。

而进程则是操作系统中最核心的概念之一，它是指正在运行的程序在内存中的实例。

本文将详细介绍操作系统中进程的概念。

二、什么是进程？1.定义进程（Process）是指在计算机内存中运行的程序实例。

每个进程都有自己独立的地址空间和资源，包括代码、数据、堆栈、打开文件等。

2.特点（1）并发性：多个进程可以同时运行。

（2）独立性：每个进程都有自己独立的地址空间和资源。

（3）动态性：进程可以创建和销毁。

（4）异步性：不同进程之间执行顺序不可预测。

三、进程状态1.就绪状态当一个新建进程被分配到CPU之前，它处于就绪状态。

此时，该进程已经完成了所有必要的初始化工作，并准备好了被调度执行。

2.运行状态当一个就绪状态的进程被调度到CPU上执行时，它处于运行状态。

此时，该进程正在使用CPU执行指令。

3.阻塞状态当一个进程因为等待某些事件（如I/O操作）而无法继续执行时，它处于阻塞状态。

此时，该进程已经将CPU让给其他进程，并等待事件发生后被唤醒。

四、进程控制块1.定义进程控制块（Process Control Block，简称PCB）是操作系统中用于管理进程的数据结构。

每个进程都有一个对应的PCB，其中保存了该进程的所有信息。

2.内容（1）进程标识符：唯一标识该进程的数字。

（2）程序计数器：记录该进程下一条要执行的指令地址。

（3）寄存器：保存该进程在运行过程中使用到的寄存器值。

（4）内存管理信息：包括代码、数据和堆栈段在内存中的位置和大小等信息。

（5）打开文件列表：记录该进程打开的所有文件及其状态等信息。

（6）优先级和调度信息：记录该进程优先级和调度算法等信息。

五、多道程序设计与时间片轮转调度算法1.多道程序设计多道程序设计是指在计算机内存中同时运行多个程序，并且这些程序共享系统资源。

第2章进程进程(process)的概念是操作系统中最基本，最重要的概念。

它是在多道程序设计出现后，为了刻划系统内部出现的情况，描述系统内部各作业的活动规律而引进的一个新概念。

2．1 进程介绍2．1．1 程序的顺序执行与特征传统程序概念是顺序执行的。

计算机原理中提到程序计数器PC(程序的地址寄存器，汇编语言中叫IP)概念。

CPU从PC中取出程序首地址，PC自动加1，指向下一条应执行指令的地址，这就决定了程序是顺序执行的，即使转移或调子程序后，仍是顺序执行（见右图）。

如果在进行计算时，按存储程序式计算机体系结构的方式，应经过这样几个步骤:2．1．2 程序的并发执行和资源共享引入多道程序设计之后，系统内的情况就不同了。

1．多道程序的特点首先是并行(parallel，硬件实现)并发(concurrence，软件实现)。

硬件上：利用通道(I/O处理机)，主机与外设并行多通道，外设与外设并行。

软件上：同时把几个作业放入内存，这些程序段的执行在时间上是重叠的。

如果还用结点图表示如采用一定的技术(spooling)，I2可以与C1同时进行。

C1申请I/O时(或时间片到)，C2可以开始执行。

I3又同时可以开始。

从例中可以看出I1先于C1和I2；C1先于P1和C2；P1先于P2。

同时I2和C1，I3、C2和P1，I4、C3和P2是重叠的。

2．资源共享、程序并行带来了新问题①失去了程序的封闭性:假设一个飞机定票系统有两个终端，分别运行进程T1和T2。

进程执行:cobeginrepeat T1(x);repeat T2(x);coend进程定义:procedure T1(x1); | procedure T2(x2);var x1:integer; | var x2:integer;begin | begin按用户要求找到aj; | 按用户要求找到aj;x1:=aj; | x2:=aj;if x1>=1 then | if x2>=1 thenbegin | beginx1:=x1-1; aj:=x1; | x2:=x2-1; aj:=x2;输出一张票| 输出一张票end; | end;else 输出‚票售完‛| else 输出‚票售完‛end; | end;aj:=1 ，T1查询到x>=1，时间片到，轮到T2。

进程的具体概念进程是计算机科学中的一个重要概念，是指正在运行的程序的实例。

在操作系统中，进程是程序的执行实体，是操作系统对进程的抽象。

每个进程都具有独立的内存空间、程序计数器、寄存器集合和文件描述符等系统资源。

进程是操作系统资源分配和调度的基本单位。

进程的创建是通过执行程序来实现的。

当用户通过命令或操作系统调用启动一个程序时，操作系统为该程序分配所需的资源，并为其创建一个独立的进程。

进程的状态可以分为就绪状态、运行状态和阻塞状态三种。

就绪状态指进程已经准备好运行，等待调度器分配处理器资源；运行状态指进程正在执行指令并占用处理器资源；阻塞状态指进程由于等待某个事件发生而暂时停止执行。

进程之间可以通过进程间通信（IPC）机制进行相互通信和数据交换。

常见的进程间通信方式包括管道、信号量、消息队列、共享内存等。

进程间通信的目的是为了实现进程之间的协作与合作，使得多个进程可以共同完成复杂的任务。

进程间通信还可以用于进程同步与互斥，保证共享资源的访问顺序和完整性。

进程还可以创建子进程。

子进程是父进程的一个副本，它继承了父进程的所有资源，并可以重新加载一个新的程序，并执行新的指令序列。

子进程是通过调用操作系统的fork()函数创建的。

fork()函数会创建一个子进程，并使得子进程与父进程在某一点处以相同的状态继续执行。

进程的调度是操作系统决定哪个进程获得处理器资源的过程。

调度算法的目标是实现公平、高效和合理的资源分配。

常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转等。

不同的调度算法有不同的优缺点，选择合适的调度算法可以提高系统的性能和响应速度。

进程的终止可以是正常结束或异常结束。

正常结束是指进程执行完了所有的指令并成功释放了所占用的资源；异常结束是指进程执行过程中发生了错误或异常，导致进程终止。

无论是正常结束还是异常结束，操作系统都需要清理进程所占用的资源，并将进程的信息从进程表中删除。

什么是进程在计算机系统中，进程（process）是指计算机程序在执行时的实体。

它是系统进行资源分配和调度的一个基本单位。

进程是操作系统中的一个概念，用来描述正在运行的一个程序。

每个进程都有自己的地址空间、数据栈和控制栈，并且能够与其他进程进行通信。

进程的概念首次出现在1960年代的多道程序设计环境中。

在这种环境中，计算机系统能够同时运行多个程序，但是由于计算机资源的限制，每个程序都需要独享一部分资源，如 CPU 时间、内存空间等。

为了能够管理这些资源，操作系统引入了进程的概念。

一个进程拥有自己的程序计数器、寄存器和栈，用于保存程序的执行状态和运行过程中产生的临时数据。

每个进程都独立运行，彼此之间互不影响。

操作系统会为每个进程分配一定的资源，如内存空间、文件句柄等。

进程可以通过系统调用来申请和释放资源，以完成各种操作。

进程的状态通常包括就绪、运行、阻塞和终止。

就绪状态表示进程已经准备好了，只等待系统调度它执行。

运行状态表示进程正在CPU 上执行。

阻塞状态表示进程暂时无法执行，通常是因为它正在等待某种资源，如磁盘输入输出或用户输入等。

终止状态表示进程已经完成了执行，即将被系统回收。

进程调度是操作系统中的一个重要功能，其目的是合理地分配和利用系统资源，以提高系统的吞吐率和响应速度。

操作系统通过轮转、优先级调度等算法来决定进程的执行顺序。

进程调度是一个复杂的问题，需要考虑多个因素，如进程的优先级、等待时间、资源需求等。

进程之间的通信是操作系统中的另一个重要概念。

进程可以通过共享内存、消息传递、管道等方式来进行通信。

通信的目的是让不同进程之间能够共享数据和相互协作，从而实现更复杂的功能。

进程还可以创建子进程，子进程是由父进程创建的进程。

子进程可以继承父进程的地址空间和文件描述符，从而能够与父进程共享数据和资源。

子进程可以以任何合法的方式终止，而不会影响到父进程和其他子进程。

进程是操作系统的核心概念之一，它负责管理和调度计算机系统中的各个程序。