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第二章进程及作业管理第二章进程及作业管理§1进程概念§2系统内核§3进程控制§4进程同步§5进程通讯§6作业概念§7作业控制第二章进程及作业管理§1进程概念1.1程序的顺序执行与并发执行在单道程序系统中，程序的执行必然具有下述特性：(1)顺序性(2)封闭性(3)无关性(4)可再现性第二章进程及作业管理对于多道程序系统，程序的执行就有一些新的特性：(1)异步性(2)竞争性(3)相互制约(4)与速度有关第二章进程及作业管理设有两个循环结构的程序A和B，它们共享一个公共变量n。程序A每执行一次循环都要作n：＝n＋1操作；程序B在每一次循环中打印出n的值，然后将n置0。对此的PASCAL描述如下：第二章进程及作业管理第二章进程及作业管理第二章进程及作业管理cobegin/coend表示并发结构，其中的程序可以并发执行。由于程序A和B都是异步执行，它们的语句在时间上可能是穿插或交叉执行的，故程序A的n:＝n＋1操作既可能在程序B的print(n)和n:＝0操作之前或之后执行，也可能在它们之间执行(即n:＝n＋1出现在print(n)之后，而在n:＝0之前)。于是，程序的运行可能产生三组不同的执行轨迹和结果(设在开始某个循环之前n＝v)：第二章进程及作业管理1.2进程定义(1)进程是一种动态概念。(2)进程的实体是程序和数据集合。(3)进程是可并发的运行单位。第二章进程及作业管理1.3进程的状态(1)执行状态(2)就绪状态(3)等待状态(4)停止状态(5)死锁状态第二章进程及作业管理图2-1进程的生命历程第二章进程及作业管理图2-2具有挂起状态的进程生命历程第二章进程及作业管理1.4进程控制块图2-3进程的物理表示第二章进程及作业管理PCB包含了进程的描述信息和控制信息，通常有如下项目：(1)标识符(2)存贮信息(3)现行状态(4)优先数(5)现场信息(6)链接字(或称队列指针)(7)族系关系(8)资源清单(9)其他第二章进程及作业管理PCB的内容和大小随系统不同而异，它不仅和具体系统的管理及控制方法有关，也和系统规模的大小有关。为了便于管理，系统把所有的PCB用适当方式组织起来。一般说来，大致有以下三种组织方式：(1)线性表方式(2)索引方式(3)链接方式第二章进程及作业管理图2-4PCB的组织方式第二章进程及作业管理图2-4PCB的组织方式第二章进程及作业管理图2-5进程家族树第二章进程及作业管理§2系统内核把操作系统中的所有程序模块分成两大类，即进程模块和非进程模块。进程模块是系统进程的程序实体，例如POOLing程序、磁盘管理程序、作业流控制程序等等，它们以进程的形式在系统中并发运行，执行相应的系统功能。非进程模块是不以进程形式独立运行的程序，每个这样的程序实现系统管理功能的某种相对独立的基本操作，在教科书中通常称这类模块为“原语”(Primitive)。原语是机器指令的延伸，一条原语由若干机器指令所组成，有时也称之为“软指令”。第二章进程及作业管理所有的原语组成了操作系统的一个核心，称之为内核(Kernel)。从系统层次结构上看，内核处于操作系统的最底层，即它是最接近裸机的部分，而且内核通常只占整个操作系统代码中的一小部分，但却是最频繁使用的部分，因而内核一般常驻内存。内核中除了涉及CPU管理、存贮器管理、设备管理、文件管理以及进程管理的各种原语之外，还包括各种中断处理、收费记帐等程序模块。第二章进程及作业管理中断处理是内核最重要的功能之一。系统中所有中断都由内核响应，当内核响应一个中断时，它屏蔽其他中断信号，在处理完一个中断后，它又继续响应其他中断。当确定了某个中断的原因后，内核把中断处理的具体任务交给专门处理这类中断的特定进程或程序，这样就使内核能够及时响应连续不断发生的各种中断。第二章进程及作业管理裸机经内核扩充后构成了计算机系统的第一层“虚拟机”，所有的进程都在这个虚拟机上运行。该虚拟机有三个属性：(1)它没有中断，面向进程的是一个没有中断的运行环境，因此进程中无需响应中断；(2)它为每个进程提供了一台虚拟处理机，每个进程都好象在各自的处理机上顺序地执行；（３）它为进程提供了强大的指令系统,即由机器指令系统和所有原语组成的指令集合。第二章进程及作业管理§3进程控制3.1建立、停止及撤销一...