第3章操作系統(tǒng)
3.1操作系統(tǒng)
考點1操作系統(tǒng)概念
1.操作系統(tǒng)基本概念
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件,是控制和管理計算機硬件和軟件資源,合理組織計算機工作流程及方便用戶的程序集合。操作系統(tǒng)有兩個重要的作用:一是管理系統(tǒng)中的各種資源;二是給用戶提供一個友好的界面,方便用戶操作計算機。
2.操作系統(tǒng)的基本特征
操作系統(tǒng)包括以下3個基本特征:
(1)并發(fā)性。所謂并發(fā)性是指在計算機系統(tǒng)中同時存在多個程序,從宏觀上看,這些程序是同時向前推生的。
(2)共享性。所謂資源共享性是指操作系統(tǒng)程序與多個用戶程序共享系統(tǒng)中的各種資源。這種共享是在操作系統(tǒng)控制下實現(xiàn)的。
(3)隨機性。操作系統(tǒng)運行在一個隨機環(huán)境中。一個設(shè)備可能在任何時候向處理機發(fā)出中斷請求,系統(tǒng)無法知道運行著的程序會在什么時候做什么事情。
考點2操作系統(tǒng)的功能
操作系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個方面。
(1)進程管理。主要是對處理機進行管理。
(2)存儲管理。主要是對內(nèi)存的分配、保護和擴充。
(3)設(shè)備管理。對所有輸人、輸出設(shè)備的管理。
(4)文件管理。主要涉及文件的邏輯組織和物理組織,目錄的結(jié)構(gòu)和管理。
(5)作業(yè)管理。為用戶提供一個友好的環(huán)境,方便用戶組織自己的工作流程。
考點3操作系統(tǒng)的類型
隨著計算機硬件技術(shù)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了多種類型的操作系統(tǒng):手工操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)及通用操作系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,相應(yīng)地出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。下面將對主要的操作系統(tǒng)進行簡單介紹。
1.批處理操作系統(tǒng)
批處理操作系統(tǒng)的特征就是用戶不直接操作計算機,而是將作業(yè)交給系統(tǒng)操作員,由操作人員將作業(yè)成批地輸人計算機,然后按某種調(diào)度策略,順序地執(zhí)行作業(yè)流中的每一個作業(yè),以節(jié)省人工操作時間和 提高機器的使用效率。批處理操作系統(tǒng)又可分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。
2.分時系統(tǒng)
分時系統(tǒng)中的分時指多個用戶通過終端可同時使用一臺計算機。操作系統(tǒng)在接收用戶發(fā)出的請求后,按照時間片輪轉(zhuǎn)算*流分配給每個用戶一段CPU時間,進行各自的處理。但對于每個單獨的用戶都仿佛自己獨占了整個計算機系統(tǒng)分時系統(tǒng)主要有以下幾個方面的特點:
(1)多路性若干個用戶同時使用一臺計算機,從微觀上看是各用戶輪流使用計算機;從宏觀上看是各用戶在并行工作。
(2)交互性二用戶可根據(jù)系統(tǒng)對清求的響應(yīng)結(jié)果,進一步向系統(tǒng)提出新的請求。
(3)獨立性用戶之間可以相互獨立、互不十涉;系統(tǒng)保證各用戶程序運行的完整性,不會發(fā)生相互混淆或破壞等現(xiàn)象。
(4)及時性系統(tǒng)對用戶的輸人及時做出啊應(yīng)。分時系統(tǒng)性能的主要性能指標之一是響應(yīng)時間,即從終端發(fā)出的命令到系統(tǒng)予以應(yīng)答聽需的時間。
3.實時系統(tǒng)
實時系統(tǒng)是指可對外部事件做出及時洞應(yīng)并在一定時間內(nèi)完成對事件的處理的操作系統(tǒng),其特點是及時響應(yīng)和高可靠性實時系統(tǒng)可分為實時控制系統(tǒng)和實時信息處理系統(tǒng)兩大類。
4.個人計算機操作系統(tǒng)
個人計算機操作系統(tǒng)是指用于個人計算機上的操作系統(tǒng),提供聯(lián)機交互功能:這要求系統(tǒng)有友好的用 戶接口和操作界面
5.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可通過通信設(shè)備將分散的具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來,用于實現(xiàn)信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)各用戶間都要遵守一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來共享資源。
6.分布式操作系統(tǒng)
分布式操作系統(tǒng)可統(tǒng)•管理和調(diào)度整個系統(tǒng)上的資源以實現(xiàn)各計算機之間的資源共享和信息傳輸,對任務(wù)實行動態(tài)、合理的分配及并行的處理分布式系統(tǒng)各個計算機之間無主次之分,為用戶提供一個標準的接口和統(tǒng)一的界面,使用戶方便實現(xiàn)聽需要的操作。
考點4研究操作系統(tǒng)的方法
研究操作系統(tǒng)可以從以下幾種不同的角度進行
1.資源管理觀點
從資源管理的觀點來看,操作系統(tǒng)的管理對象是計算機系統(tǒng)的資源,操作系統(tǒng)則是管理系統(tǒng)資源的程序集合通常,把操作系統(tǒng)分為處理機管理、存儲管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理和文件管理等5個主要部分,由這幾部分程序的協(xié)調(diào)、配合來完成用戶的作業(yè)要求。
2.進程觀點
這種觀點把操作系統(tǒng)看作由若干個可以同時獨立進行的程序和一個對這些程序進行協(xié)調(diào)的核心所組成,這些同時運行的程序稱為進程,每個進程都可完成某一特定的任務(wù)。
3.虛機器觀點
從服務(wù)用戶和機器功能擴充的觀點來看,操作系統(tǒng)為用戶使用計算機提供了許多服務(wù)功能和良好的工作環(huán)境。
考點5操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境
硬件是構(gòu)造操作系統(tǒng)的基礎(chǔ),硬件對操作系統(tǒng)的構(gòu)造提供必要的支持。通常,操作系統(tǒng)所涉及的硬件環(huán)境主要包括以下幾個方面。
1.特權(quán)指今與處理機狀態(tài)
(1)特權(quán)指令。只允許操作系統(tǒng)使用,而不允許一般用戶使用的指令。
(2)非特權(quán)指令。特權(quán)指令之外的指令稱做非特權(quán)指令,非特權(quán)指令的執(zhí)行不影響其他用戶及系統(tǒng)。
(3)CPU狀態(tài)。CPU交替執(zhí)行操作系統(tǒng)程序和用戶程序。在執(zhí)行不同程序時,根據(jù)運行程序為機器指是,的使用權(quán)限而將CPU置為不同的狀態(tài)CPU的狀態(tài)屬于程序狀態(tài)字PSW中的一位。
2.中斷機制
中斷機制是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中的基本設(shè)施之一,它在系統(tǒng)中起著通信聯(lián)絡(luò)的作用,以協(xié)調(diào)系統(tǒng)對各種外部事件的響應(yīng)和處理。
3.定時裝置
為了實現(xiàn)系統(tǒng)管理和維護,硬件必須提供時鐘,即定時裝置硬件時鐘通常分為兩類:即絕對時鐘和相討時鐘。
3.2進程管理
考點6多道程序設(shè)計
1.程序的順序執(zhí)行
程序的順序執(zhí)行具有以下幾個特點:
(1)順序性。程序所規(guī)定的動作在機器上嚴格地按順序執(zhí)行,每個動作的執(zhí)行都以前一個動作的結(jié)束為前提條件。
(2)封閉性。程序執(zhí)行得到的最終結(jié)果由給定的初始條件決定,不受外界因素的影響,即只有程序本身的動作才能改變程序的運行環(huán)境。
(3)可再現(xiàn)性。順序執(zhí)行的最終結(jié)果與程序運行的速度無關(guān)。
2.多道程序系統(tǒng)中程序執(zhí)行環(huán)境的變化
程序執(zhí)行環(huán)境具有以下3個特點:
(1)獨立性。在多道環(huán)境下執(zhí)行的每道程序都是邏輯上獨立的,且執(zhí)行速度與其他程序無關(guān),執(zhí)行的起止時間也是獨立的。
(2)隨機性。在多道程序環(huán)境下,程序和數(shù)據(jù)的輸入與執(zhí)行的開始時間都是隨機的。
(3)資源共享性。一般來說,多道環(huán)境下執(zhí)行程序的道數(shù)總是多于計算機系統(tǒng)中CPU的個數(shù),單CPU也是如此。
3.程序的并發(fā)執(zhí)行
程序的并發(fā)執(zhí)行是指為了充分利用系統(tǒng)資源,提高計算機的處理能力,在計算機系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的程序同時執(zhí)行的狀態(tài)。參與并發(fā)執(zhí)行的程序稱為并發(fā)程序,并發(fā)程序執(zhí)行時的特點如下:
(1)各并發(fā)程序在執(zhí)行期間相互制約。
(2)程序與計算不是一一對應(yīng)的關(guān)系。
(3)不可再現(xiàn)性。
4.多道程序系統(tǒng)
一般情況下,計算機要同時處理多個具有獨立功能的程序來增強系統(tǒng)的處理能力和提高機器的處理效率。常采用并行操作技術(shù)來使系統(tǒng)的各種硬件資源做到并行工作,即在計算機中,所運行程序的道數(shù)(吞吐量)多。程序在運行時有如下3個特點:獨立性、隨機性和資源共享性。
考點7進程
1.進程的概念
進程是操作系統(tǒng)中最基本、最重要的概念。通常是指內(nèi)存區(qū)域中的一組指令序列的執(zhí)行過程,是程序中具有一定獨立功能的關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動,是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。
2.進程的特性
(1)并發(fā)性可以同其他進程一道向前推進,即一個進程的第一個動作可以在另一個進程的最后一個動作結(jié)束之前開始
(2)動態(tài)性是指進程對應(yīng)用程序的執(zhí)行過程,體現(xiàn)在兩方面:其一,進程動態(tài)產(chǎn)生,動態(tài)消亡;其二,在進程的生命周期內(nèi),其狀態(tài)動態(tài)變化。
(3)獨立性。一個進程是一個相對完整的調(diào)度單位,它可以獲得處理機并參與并發(fā)執(zhí)行。
(4)交往性。一個進程在運行過程中可能與其他進程發(fā)生直接的或間接的相互作用。
(5)異步性。每個進程按照各自獨立的、不可預知的速度向前推進。
3.進程與程序的區(qū)別與聯(lián)系
(1)進程是程序的執(zhí)行,是動態(tài)的;而程序是指令的集合,是靜態(tài)的。
(2)進程的存在是有限的,從運行到結(jié)束,是暫時的;而程序則是永久存在的。
(3)進程包括程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊(PCB)。
(4)一個程序可以有多個進程,一個進程也可以包含多個程序。
4.進程的狀態(tài)
進程在其存在過程中,它們的狀態(tài)在不斷發(fā)生變化。系統(tǒng)中的不同事件均可以引起進程狀態(tài)的變化。
一般情況下,一個進程可分為以下3種狀態(tài):
(1)就緒狀態(tài)。是指一個進程已經(jīng)具備運行條件,但由于沒有獲得CPU而不能運行所處的狀態(tài)。一旦 把CPU分配給它,該進程就可運行二處于就緒狀態(tài)的進程可以是多個。
(2)運行狀態(tài)。是指進程已獲得CP1,并且在CPU上執(zhí)行的狀態(tài)。
(3)等待狀態(tài)。也稱阻塞狀態(tài)或封鎖狀態(tài),是指進程因為等待某種事件發(fā)生而暫時不能運行的狀態(tài)。
在一定的條件下,進程的狀態(tài)是可以相互轉(zhuǎn)換的。
5.進程控制塊
進程控制塊(Process Contro1 B1ock,簡稱PCB)是用來記錄進程狀態(tài)及其他相關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),PCB是進程存在的標志,PCB存在則進程存在。系統(tǒng)創(chuàng)建進程時會產(chǎn)生一個PCB,撤銷進程時,PCB也自動消失。
考點8進程控制
進程控制也稱進程管理,對進程實施有效的管理,包括進程的建立、撤銷、進程阻塞及進程的喚醒等。
進程控制是通過原語來實現(xiàn)的,用于進程控制的原語一般有:創(chuàng)建進程、撤銷進程、掛起進程、激活進程、阻塞進程、喚醒進程及改變進程優(yōu)先級等。
1.創(chuàng)建原語
創(chuàng)建原語用于建立一個新的進程,其主要操作過程是先向系統(tǒng)申請一個空閑的PCB,然后根據(jù)父進程提供的參數(shù),將相關(guān)信息填入,最后返回一個進程的內(nèi)部名。
2.撤稍原語
撤銷原語是用于撤銷一個已完成任務(wù)的進程,以釋放它所占用的所有的內(nèi)部和外部資源。實質(zhì)上是撤銷PCB,有兩種撤銷策略,一種是只撤銷1個具有特定標識符的進程,另一種是撤銷該進程及其所有子孫進程。
3.阻塞原語
阻塞原語的作用是將進程由運行狀態(tài)變回阻塞狀態(tài)。具體過程是先中斷CPU,將CPU的當前狀態(tài)保存在PCB現(xiàn)場信息中,將進程的當前狀態(tài)置為等待,插人到等待隊列中去。
4.喚酸原語
喚醒原語的作用是將進程由阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài),其操作過程是在等待隊列中找出某進程,將它的當前狀態(tài)置為就緒,然后將其從等待隊列中撤出并插人到就緒隊列中去。
3.1操作系統(tǒng)
考點1操作系統(tǒng)概念
1.操作系統(tǒng)基本概念
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件,是控制和管理計算機硬件和軟件資源,合理組織計算機工作流程及方便用戶的程序集合。操作系統(tǒng)有兩個重要的作用:一是管理系統(tǒng)中的各種資源;二是給用戶提供一個友好的界面,方便用戶操作計算機。
2.操作系統(tǒng)的基本特征
操作系統(tǒng)包括以下3個基本特征:
(1)并發(fā)性。所謂并發(fā)性是指在計算機系統(tǒng)中同時存在多個程序,從宏觀上看,這些程序是同時向前推生的。
(2)共享性。所謂資源共享性是指操作系統(tǒng)程序與多個用戶程序共享系統(tǒng)中的各種資源。這種共享是在操作系統(tǒng)控制下實現(xiàn)的。
(3)隨機性。操作系統(tǒng)運行在一個隨機環(huán)境中。一個設(shè)備可能在任何時候向處理機發(fā)出中斷請求,系統(tǒng)無法知道運行著的程序會在什么時候做什么事情。
考點2操作系統(tǒng)的功能
操作系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個方面。
(1)進程管理。主要是對處理機進行管理。
(2)存儲管理。主要是對內(nèi)存的分配、保護和擴充。
(3)設(shè)備管理。對所有輸人、輸出設(shè)備的管理。
(4)文件管理。主要涉及文件的邏輯組織和物理組織,目錄的結(jié)構(gòu)和管理。
(5)作業(yè)管理。為用戶提供一個友好的環(huán)境,方便用戶組織自己的工作流程。
考點3操作系統(tǒng)的類型
隨著計算機硬件技術(shù)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了多種類型的操作系統(tǒng):手工操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)及通用操作系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,相應(yīng)地出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。下面將對主要的操作系統(tǒng)進行簡單介紹。
1.批處理操作系統(tǒng)
批處理操作系統(tǒng)的特征就是用戶不直接操作計算機,而是將作業(yè)交給系統(tǒng)操作員,由操作人員將作業(yè)成批地輸人計算機,然后按某種調(diào)度策略,順序地執(zhí)行作業(yè)流中的每一個作業(yè),以節(jié)省人工操作時間和 提高機器的使用效率。批處理操作系統(tǒng)又可分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。
2.分時系統(tǒng)
分時系統(tǒng)中的分時指多個用戶通過終端可同時使用一臺計算機。操作系統(tǒng)在接收用戶發(fā)出的請求后,按照時間片輪轉(zhuǎn)算*流分配給每個用戶一段CPU時間,進行各自的處理。但對于每個單獨的用戶都仿佛自己獨占了整個計算機系統(tǒng)分時系統(tǒng)主要有以下幾個方面的特點:
(1)多路性若干個用戶同時使用一臺計算機,從微觀上看是各用戶輪流使用計算機;從宏觀上看是各用戶在并行工作。
(2)交互性二用戶可根據(jù)系統(tǒng)對清求的響應(yīng)結(jié)果,進一步向系統(tǒng)提出新的請求。
(3)獨立性用戶之間可以相互獨立、互不十涉;系統(tǒng)保證各用戶程序運行的完整性,不會發(fā)生相互混淆或破壞等現(xiàn)象。
(4)及時性系統(tǒng)對用戶的輸人及時做出啊應(yīng)。分時系統(tǒng)性能的主要性能指標之一是響應(yīng)時間,即從終端發(fā)出的命令到系統(tǒng)予以應(yīng)答聽需的時間。
3.實時系統(tǒng)
實時系統(tǒng)是指可對外部事件做出及時洞應(yīng)并在一定時間內(nèi)完成對事件的處理的操作系統(tǒng),其特點是及時響應(yīng)和高可靠性實時系統(tǒng)可分為實時控制系統(tǒng)和實時信息處理系統(tǒng)兩大類。
4.個人計算機操作系統(tǒng)
個人計算機操作系統(tǒng)是指用于個人計算機上的操作系統(tǒng),提供聯(lián)機交互功能:這要求系統(tǒng)有友好的用 戶接口和操作界面
5.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可通過通信設(shè)備將分散的具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來,用于實現(xiàn)信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)各用戶間都要遵守一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來共享資源。
6.分布式操作系統(tǒng)
分布式操作系統(tǒng)可統(tǒng)•管理和調(diào)度整個系統(tǒng)上的資源以實現(xiàn)各計算機之間的資源共享和信息傳輸,對任務(wù)實行動態(tài)、合理的分配及并行的處理分布式系統(tǒng)各個計算機之間無主次之分,為用戶提供一個標準的接口和統(tǒng)一的界面,使用戶方便實現(xiàn)聽需要的操作。
考點4研究操作系統(tǒng)的方法
研究操作系統(tǒng)可以從以下幾種不同的角度進行
1.資源管理觀點
從資源管理的觀點來看,操作系統(tǒng)的管理對象是計算機系統(tǒng)的資源,操作系統(tǒng)則是管理系統(tǒng)資源的程序集合通常,把操作系統(tǒng)分為處理機管理、存儲管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理和文件管理等5個主要部分,由這幾部分程序的協(xié)調(diào)、配合來完成用戶的作業(yè)要求。
2.進程觀點
這種觀點把操作系統(tǒng)看作由若干個可以同時獨立進行的程序和一個對這些程序進行協(xié)調(diào)的核心所組成,這些同時運行的程序稱為進程,每個進程都可完成某一特定的任務(wù)。
3.虛機器觀點
從服務(wù)用戶和機器功能擴充的觀點來看,操作系統(tǒng)為用戶使用計算機提供了許多服務(wù)功能和良好的工作環(huán)境。
考點5操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境
硬件是構(gòu)造操作系統(tǒng)的基礎(chǔ),硬件對操作系統(tǒng)的構(gòu)造提供必要的支持。通常,操作系統(tǒng)所涉及的硬件環(huán)境主要包括以下幾個方面。
1.特權(quán)指今與處理機狀態(tài)
(1)特權(quán)指令。只允許操作系統(tǒng)使用,而不允許一般用戶使用的指令。
(2)非特權(quán)指令。特權(quán)指令之外的指令稱做非特權(quán)指令,非特權(quán)指令的執(zhí)行不影響其他用戶及系統(tǒng)。
(3)CPU狀態(tài)。CPU交替執(zhí)行操作系統(tǒng)程序和用戶程序。在執(zhí)行不同程序時,根據(jù)運行程序為機器指是,的使用權(quán)限而將CPU置為不同的狀態(tài)CPU的狀態(tài)屬于程序狀態(tài)字PSW中的一位。
2.中斷機制
中斷機制是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中的基本設(shè)施之一,它在系統(tǒng)中起著通信聯(lián)絡(luò)的作用,以協(xié)調(diào)系統(tǒng)對各種外部事件的響應(yīng)和處理。
3.定時裝置
為了實現(xiàn)系統(tǒng)管理和維護,硬件必須提供時鐘,即定時裝置硬件時鐘通常分為兩類:即絕對時鐘和相討時鐘。
3.2進程管理
考點6多道程序設(shè)計
1.程序的順序執(zhí)行
程序的順序執(zhí)行具有以下幾個特點:
(1)順序性。程序所規(guī)定的動作在機器上嚴格地按順序執(zhí)行,每個動作的執(zhí)行都以前一個動作的結(jié)束為前提條件。
(2)封閉性。程序執(zhí)行得到的最終結(jié)果由給定的初始條件決定,不受外界因素的影響,即只有程序本身的動作才能改變程序的運行環(huán)境。
(3)可再現(xiàn)性。順序執(zhí)行的最終結(jié)果與程序運行的速度無關(guān)。
2.多道程序系統(tǒng)中程序執(zhí)行環(huán)境的變化
程序執(zhí)行環(huán)境具有以下3個特點:
(1)獨立性。在多道環(huán)境下執(zhí)行的每道程序都是邏輯上獨立的,且執(zhí)行速度與其他程序無關(guān),執(zhí)行的起止時間也是獨立的。
(2)隨機性。在多道程序環(huán)境下,程序和數(shù)據(jù)的輸入與執(zhí)行的開始時間都是隨機的。
(3)資源共享性。一般來說,多道環(huán)境下執(zhí)行程序的道數(shù)總是多于計算機系統(tǒng)中CPU的個數(shù),單CPU也是如此。
3.程序的并發(fā)執(zhí)行
程序的并發(fā)執(zhí)行是指為了充分利用系統(tǒng)資源,提高計算機的處理能力,在計算機系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的程序同時執(zhí)行的狀態(tài)。參與并發(fā)執(zhí)行的程序稱為并發(fā)程序,并發(fā)程序執(zhí)行時的特點如下:
(1)各并發(fā)程序在執(zhí)行期間相互制約。
(2)程序與計算不是一一對應(yīng)的關(guān)系。
(3)不可再現(xiàn)性。
4.多道程序系統(tǒng)
一般情況下,計算機要同時處理多個具有獨立功能的程序來增強系統(tǒng)的處理能力和提高機器的處理效率。常采用并行操作技術(shù)來使系統(tǒng)的各種硬件資源做到并行工作,即在計算機中,所運行程序的道數(shù)(吞吐量)多。程序在運行時有如下3個特點:獨立性、隨機性和資源共享性。
考點7進程
1.進程的概念
進程是操作系統(tǒng)中最基本、最重要的概念。通常是指內(nèi)存區(qū)域中的一組指令序列的執(zhí)行過程,是程序中具有一定獨立功能的關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動,是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。
2.進程的特性
(1)并發(fā)性可以同其他進程一道向前推進,即一個進程的第一個動作可以在另一個進程的最后一個動作結(jié)束之前開始
(2)動態(tài)性是指進程對應(yīng)用程序的執(zhí)行過程,體現(xiàn)在兩方面:其一,進程動態(tài)產(chǎn)生,動態(tài)消亡;其二,在進程的生命周期內(nèi),其狀態(tài)動態(tài)變化。
(3)獨立性。一個進程是一個相對完整的調(diào)度單位,它可以獲得處理機并參與并發(fā)執(zhí)行。
(4)交往性。一個進程在運行過程中可能與其他進程發(fā)生直接的或間接的相互作用。
(5)異步性。每個進程按照各自獨立的、不可預知的速度向前推進。
3.進程與程序的區(qū)別與聯(lián)系
(1)進程是程序的執(zhí)行,是動態(tài)的;而程序是指令的集合,是靜態(tài)的。
(2)進程的存在是有限的,從運行到結(jié)束,是暫時的;而程序則是永久存在的。
(3)進程包括程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊(PCB)。
(4)一個程序可以有多個進程,一個進程也可以包含多個程序。
4.進程的狀態(tài)
進程在其存在過程中,它們的狀態(tài)在不斷發(fā)生變化。系統(tǒng)中的不同事件均可以引起進程狀態(tài)的變化。
一般情況下,一個進程可分為以下3種狀態(tài):
(1)就緒狀態(tài)。是指一個進程已經(jīng)具備運行條件,但由于沒有獲得CPU而不能運行所處的狀態(tài)。一旦 把CPU分配給它,該進程就可運行二處于就緒狀態(tài)的進程可以是多個。
(2)運行狀態(tài)。是指進程已獲得CP1,并且在CPU上執(zhí)行的狀態(tài)。
(3)等待狀態(tài)。也稱阻塞狀態(tài)或封鎖狀態(tài),是指進程因為等待某種事件發(fā)生而暫時不能運行的狀態(tài)。
在一定的條件下,進程的狀態(tài)是可以相互轉(zhuǎn)換的。
5.進程控制塊
進程控制塊(Process Contro1 B1ock,簡稱PCB)是用來記錄進程狀態(tài)及其他相關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),PCB是進程存在的標志,PCB存在則進程存在。系統(tǒng)創(chuàng)建進程時會產(chǎn)生一個PCB,撤銷進程時,PCB也自動消失。
考點8進程控制
進程控制也稱進程管理,對進程實施有效的管理,包括進程的建立、撤銷、進程阻塞及進程的喚醒等。
進程控制是通過原語來實現(xiàn)的,用于進程控制的原語一般有:創(chuàng)建進程、撤銷進程、掛起進程、激活進程、阻塞進程、喚醒進程及改變進程優(yōu)先級等。
1.創(chuàng)建原語
創(chuàng)建原語用于建立一個新的進程,其主要操作過程是先向系統(tǒng)申請一個空閑的PCB,然后根據(jù)父進程提供的參數(shù),將相關(guān)信息填入,最后返回一個進程的內(nèi)部名。
2.撤稍原語
撤銷原語是用于撤銷一個已完成任務(wù)的進程,以釋放它所占用的所有的內(nèi)部和外部資源。實質(zhì)上是撤銷PCB,有兩種撤銷策略,一種是只撤銷1個具有特定標識符的進程,另一種是撤銷該進程及其所有子孫進程。
3.阻塞原語
阻塞原語的作用是將進程由運行狀態(tài)變回阻塞狀態(tài)。具體過程是先中斷CPU,將CPU的當前狀態(tài)保存在PCB現(xiàn)場信息中,將進程的當前狀態(tài)置為等待,插人到等待隊列中去。
4.喚酸原語
喚醒原語的作用是將進程由阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài),其操作過程是在等待隊列中找出某進程,將它的當前狀態(tài)置為就緒,然后將其從等待隊列中撤出并插人到就緒隊列中去。

