前驱图:

定义:前驱图是一个有向无循环图(DAG),用于描述进程之间执行的相互关系。

组成:每个结点表示一条语句,一个进程或程序段。结点间的有向边表示两结点间存在的前驱或偏序关系,用箭头表示。

注意前驱图中不能存在循环!

 

程序有两种执行方式:顺序执行 和 并发执行

 

顺序执行时的特征:

(1)顺序性

(2)封闭性

(3)可再现性

并发执行时的特征:

(1)间断性(进程之间会相互制约,会有一些间断和暂停)

这种制约关系分两种:

  1. 间接关系:由于程序共享硬件和软件资源而引起的。
  2. 直接关系:由于程序因互相合作共同完成一项任务而产生的制约。比如加法运算。

一种是简洁的

(2)非封闭性(一个程序的执行受其他程序的影响)

(3)不可再现性(这个很好理解,因为并发执行每一次调度的顺序可能都不一样)

可以借助并发执行的前驱图来理解:

操作系统学习笔记(二)

 

 

 进程

先引用教材的一段原话:

“为了能使程序并发执行,并且可以对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念。“

个人观点 : 即只有并发执行才有进程的概念

“为了使参与并发执行的每个程序(含数据)都能独立地运行,在操作系统中必须为之配置一个专门的数据结构,称为进程控制块(Process Control Block,PCB)。

系统利用PCB来描述进程的基本情况和活动过程,进而控制和管理进程

这样,由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体(又称进程映像)。

一般情况下,我们把进程实体就简称为进程,例如,所谓创建进程,实质上是创建进程实体中的PCB;而撤销进程,实质上是撤销进程的PCB。”

定义:

进程是程序的一次执行

进程是一个程序及其数据在其处理机上顺序执行时所发生的活动

进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行进行资源分配和调度的一个独立单位

特征:

(1)动态性

进程的实质是进程实体的执行过程,并且进程实体有一定的生命期。是动态的。

而程序只是一组有序指令的集合,并存放于某种介质上,其本身不具有活动的含义,是静态的

(2)并发性

多个进程实体同存于内存中,且能在一段时间内同时运行

(3)独立性

进程实体是一个能独立运行、独立获得资源和独立接收调度的基本单位。

(4)异步性

进程是按异步方式运行的,即按各自独立的、不可预知的单位参与运行的。

进程的三种基本状态

(1)就绪状态(Ready)。指进程已经分配到除CPU以外的所有必要资源后,只要再获得CPU,便可立即执行。

(2)执行状态(Running)。进程已获得CPU,其程序正在执行。多处理机系统中可有多个进程处于执行状态。

(3)阻塞状态(Block)。指正在执行的进程由于发生某些事件(如I/O请求)暂时无法继续执行的状态,此时引起进程调度。使该受阻进程处于暂停状态,也就是阻塞状态。

三种基本状态的转换

操作系统学习笔记(二)

 

此外,进程还有创建状态和终止状态

创建状态:创建是个很复杂的过程。首先由进程申请一个空白PCB,并项PCB中填写用于控制和管理进程的信息,然后为该进程分配运行时所必需的的资源,最后把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中。

终止状态:进程的终止要通过两个步骤。首先等待操作系统进行善后处理,最后将其PCB清零,并将PCB空间返还系统。

五种状态之间的转换

操作系统学习笔记(二)

挂起操作

为了系统和用户观察和分析进程的需要,还引入一个对进程的重要操作。

当该操作作用于某个进程时,该进程将被挂起,意味着此时该进程处于静止状态。

如果进程正在执行,它将暂停执行。若原本处于就绪状态,则该进程此时暂不接受调度。

因此进程状态图变为

操作系统学习笔记(二)

 

 

高能预警!!!

 

 

进程控制块PCB

进程控制块PCB作为进程实体的一部分,记录了操作系统中所需的,用于描述进程的当前情况以及管理进程运行的全部信息。

是操作系统中最重要的记录型数据结构。

PCB的作用是

使一个在多道程序下不能独立运行的程序(含数据)成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其他进程并发执行的进程。

具体有五大作用

(1)作为独立运行基本单位的标志

(2)能实现间断性运行方式。

(3)提供进程管理所需要的信息。

(4)提供进程调度所需要的信息。

(5)实现与其他进程的同步与通信。

 

PCB中的信息

主要包括四个方面:

(1)进程标识符信息(分为外部标识符和内部标识符)

(2)处理机状态信息

(3)进程调度信息(进程状态,优先级等等)

(4)进程控制信息(程序和数据的地址,资源清单等等)

 

PCB的组织方式

(1)线性方式

(2)链接方式

(3)索引方式

 

 

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