操作系统-第二章——进程管理（1）

一、引言

正准备存入内存的程序称为作业

当这个作业进入内存后称为进程

处理机管理分为作业管理和进程管理两个阶段

进程管理的主要功能：把处理机分配给进程以及协调各个进程之间的相互关系。

进程调度程序：根据一定的调度原则（用户或系统给出的优先数、简单轮转等），确定处理机分配给就绪进程中的哪一个进程，何时分配以及分配的时间长短等；

交通控制程序：记住进程处于何种状态，并实现进程状态之间的转换；

进程三种状态：运行状态、阻塞状态、就绪状态

 

二、进程的引入和定义

1.进程的引入

1.1.程序的顺序执行及其特性

在单道程序工作环境中，程序可理解为一个在时间上按严格次序前后相继的操作序列。

特性：

• 顺序性：程序在处理机上执行时，其操作只能严格按照所规定的顺序执行。
• 资源独占：程序在执行过程中独占全部资源，资源状态的改变只与程序本身有关，而与外界环境无关。
• 结果的无关性：无论程序是连续执行还是间接执行，均对最终结果无影响；程序初始条件不变，当重复执行时，一定能得到相同的结果。

1.2.资源共享

资源：计算机处理一个任务或一个作业时的所有硬设备和软设备的总称。

资源共享：计算机中并发执行的多个程序交替使用计算机硬件和软件资源。

实现资源共享方法：

（1）由操作系统统一管理和分配

进程采用一定手段向操作系统提出资源使用申请，由操作系统根据当时资源的情况和分配策略来实施统一分配。

硬件资源一般采用这种方法共享。

（2）由进程自行使用

1.3.程序的并发执行及其特性

为了提高计算机的利用率、运行速度和系统的处理能力，并行处理技术在计算机中已得到了广泛的使用。

程序通常总是存在一些相对独立、但又能并发执行的程序段。

为了合理利用系统资源，更好地发挥各种资源的效益，使各种物理设备之间的时间性限制条件减少到最低限度，最大限度地提高系统的效率，因而引起了多道程序方法。

多道程序在并发执行程序中，彼此之间有时是完全独立的，有时又通过某种方式发生着相互依赖、相互制约的关系。

制约方式分类：

（1）间接制约方式

　　逻辑上相关的或者不想的程序之间发生，竞争相同资源引起。

（2）直接制约方式

　　逻辑上相关的程序之间发生，各种程序段要求共享信息引起。

 

　　使用“程序”这一概念只能简单、孤立、静止地研究分析它们，不能深刻地揭示它们之间的内在活动联系及其状态变化。因此引进“进程”的概念真实地反映出系统的独立性、并发性、动态性和相互制约性，准确地描述与设计出高质量的操作系统。

 

2.进程的定义

进程：程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源分配和调度运行的一个独立单位。

进程性质：

（1）活动性

进程是动态变化的，且总有一个从创建到消亡的过程。

（2）并发性

多道程序中每个进程的执行过程，总是与其它执行过程并发执行的。

 

进程与程序的区别和联系：

（1）进程具有动态性：一个进程是一个动作序列，每个动作是由执行一段程序实现的；进程动态地产生和消亡；

　　  程序具有静态性：程序是一组有序的静态指令和数据集合，用来指示处理机的操作；

（2）进程的结构与程序相近：进程由程序段和数据段两部分组成。

（3）一个进程可以涉及到一个或几个程序的执行；同一个程序可以对应多个进程，即同一程序段可以在不同数据集合上运行。

（4）进程能真实的描述并发执行，而程序不具有这种明显的特性。

（5）进程可以创建其它进程，而程序不具有创建其它程序的功能。

（6）操作系统中，每一个程序都是在一个进城现场中运行的。

 

进程的分类：

（1）系统进程；（2）用户进程

区别：

（1）系统进程是系统用来管理系统资源并行活动的并发软件；用户进程是可以独立执行的用户程序段，是整个操作系统服务的对象，是系统资源的实际享有者；

（2）系统进程之间的关系由操作系统自己负责；用户进程之间的关系主要由用户自己负责；

（3）系统进程直接管理有关的软、硬设备的活动；用户进程只能间接地和系统资源发生关系；

（4）在进程调度中，系统进程的优先级高于用户进程；