【操作系统】进程管理

一、为什么要引入进程的概念

程序的顺序执行=>程序的并发执行 =>进程的概念

1、程序的顺序执行

特点：顺序性，封闭性，可再现性

问题：不能使输入机，处理器和打印机同时忙碌

2、程序的并发执行

• 宏观并行：用户看到多个程序同时向前推进

• 微观串行：任意时刻一个CPU上只有一个程序在执行

特点：

• 间断性 ：程序在CPU上执行时，是时断时续的

• 失去封闭性 ：系统的状态不再只对正在执行的程序可见

• 不可再现性：同一个程序在输入相同的情况下多次运行，可能出现不同的结果 （抢票软件）

 

程序并发执行：同一个程序在不同数据集合上执行

 

二、进程和程序的定义

 

2、进程和程序的比较和联系

 

三、进程控制块

进程实体包括用户正文段、用户数据段和进程控制块

 四、进程的状态和组织方式

1、进程的状态

 

2、进程的组织方式（进程控制块的组织方式）

2.2.1、连接方式

 

 

2.2.2、索引方式

2.2.3、进程队列

 

 

 

 五、操作系统对进程的控制

1、控制动作

2、操作系统内核

3、同步机制遵循的职责

• 空闲让进 ：没有进程处于临界区，应允许一个请求进入临界区的进程进入

• 忙则等待 ：临界区已有进程，其他试图进入临界区的进程必须等待

• 有限等待 ：对于要访问临界资源的进程，应保证有限时间内进入临界区

• 让权等待 ：申请不到访问权，应释放处理机，以免浪费CPU资源

3、同步机制的种类和执行原理

3.1、整型信号量机制

3.2、记录型信号量机制

4、进程之间的通信

• 共享存储器系统 ：相互通信的进程共享某些数据结构或共享存储区

• 消息传递系统 ：进程间通过操作系统提供的一组通信程序传递消息

• 管道通信 ：进程间通过管道(链接读写进程的特殊文件)进行信息通信

• 消息缓冲队列 ：利用消息缓冲区、发送原语和接收原语实现信息通信

 

六、线程

1、线程和进程之间的关系

1. 资源和调度。线程是程序执行的基本单位，进程是拥有资源的基本单位。

2. 通信关系。不同进程的地址空间是相互独立的，而同一进程中的各线程共享同一地址空间。

3. 通信关系。进程之间的通信必须使用操作系统提供的进程间通信机制，而同一进程中的各线程间可以通过直接通信。

4. 并发性。多进程之间可以并发执行，多线程之间也可以并发执行。

5. 系统开销。线程切换的开销比进程切换的开销小。