进程的描述与控制课件•进程的基本概念•进程的描述方法•进程的控制机制•进程的同步与通信•死锁与饥饿问题•进程的优化与性能评估目录CONTENTS01进程的基本概念进程的定义与特征进程定义：进程是计算机中的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。动态性：进程是动态产生的，可以根据需要终止或挂起。进程特征并发性：多个进程可以同时执行，实现并发操作。独立性：进程是一个独立的功能单元，可以单独运行或与其他进程并行运行。资源占用性：进程在执行过程中会占用计算机中的各种资源，如CPU、内存、I/O设备等。进程的状态及转换进程状态进程在执行过程中会经历三种状态，分别是就绪状态、运行状态和阻塞状态。状态转换进程状态之间可以进行转换，例如，当一个进程等待某个事件时，它可以从运行状态转换为阻塞状态；当事件发生时，它可以从阻塞状态转换为就绪状态；当操作系统调度到该进程时，它可以从就绪状态转换为运行状态。进程的创建与终止进程创建一个进程可以通过调用系统调用或用户程序来创建其他进程。进程终止当一个进程完成了它的任务或出现异常时，它会被终止。在操作系统中，一般通过发送一个信号来终止一个进程。02进程的描述方法进程映像与堆栈结构进程状态进程标识符进程在系统中具有三种状态，分别是就绪状态、运行状态和阻塞状态。每个进程都有一个唯一的标识符（PID），用于区分不同的进程。进程控制块PCB堆栈结构PCB是进程在系统中最重要的数据结构，它记录了进程的状态信息、资源占用情况以及相关的系统调用信息等。进程的堆栈结构包括程序计数器、栈指针以及栈中的局部变量和函数调用信息等。进程控制块PCBPCB作用PCB是进程在系统中存在的唯一标志，系统通过PCB对进程进行管理和控制。PCB组成PCB通常包括进程状态信息、进程优先级、进程执行的起始地址和结束地址、进程占用的资源情况以及相关的系统调用信息等。PCB存储方式PCB通常存储在内存中，并由操作系统进行统一管理。进程调度与切换进程调度调度算法切换过程进程调度是操作系统内核的一部分，负责管理和控制进程的执行顺序。常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度（PS）等。进程切换包括保存当前进程的执行上下文、加载新进程的执行上下文以及开始执行新进程等步骤。03进程的控制机制进程控制原语010203创建与终止进程进程的阻塞与唤醒进程的切换通过系统调用创建新的进程，并能够终止指定进程。能够使进程进入阻塞状态，并在适当时候唤醒进程。能够实现进程之间的切换，以实现多任务处理。系统调用与中断处理系统调用是操作系统提供给应用程序的接口，用于访问操作系统的底层功能。中断处理当系统收到中断信号时，会暂停当前执行的进程，转而执行相应的中断处理程序。进程控制块的操作创建进程控制块维护进程控制块释放进程控制块在系统启动时，创建进程控制块，并初始化其数据结构。在进程生命周期中，维护进程控制块的数据，确保其准确性和完整性。当进程终止时，释放其占用的资源，并释放进程控制块。04进程的同步与通信进程同步的概念与机制进程同步的概念进程同步是一种协调多个进程执行顺序的机制，以确保它们能够正确地共享资源、避免竞争条件和死锁等问题。进程同步的机制进程同步通过使用信号量、互斥量、条件变量等机制来实现。其中，信号量是一种用于控制多个进程访问共享资源的同步变量；互斥量是一种用于实现互斥访问共享资源的同步变量；条件变量是一种用于实现进程间的条件等待和通知的同步变量。进程间的通信方式管道通信是一种单向的、字节流的通信方式，可以实现两个进程之间的数据传输。管道通信包括匿名管道和命名管道两种方式。管道通信消息队列通信是一种在进程之间传递消息的通信方式，它可以在不同进程之间传递数据、状态等信息。消息队列通信共享内存通信套接字通信共享内存通信是一种高效的通信方式，它通过将共享内存映射到不同进程的地址空间来实现数据共享和通信。套接字通信是一种基于网络协议的通信方式，它可以在不同主机之间实现数据传输和通信。信号量与互斥量信号量信号量是一个整数值...
