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BJUT操作系统教程:进程理论与并发执行
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更新于2024-07-01
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操作系统教学课件"ch03_Process-1pp.pdf"主要介绍了操作系统中的核心概念——进程。本章节详细探讨了进程的定义、特性以及在计算机系统中的运作方式。 首先,进程被定义为操作系统中运行的一个程序的一次执行实例,它具有动态性和并发性。进程由程序、数据和进程控制块(PCB)组成,每个进程都有自己独立的执行环境,可以在同一时间执行不同的部分或与其他进程并发运行。进程的状态包括就绪、运行、阻塞和终止等,它们描述了进程的不同生命周期阶段。 进程的调度是操作系统管理的重要部分,涉及决定哪个进程应该获得处理器的时间片。调度策略可能基于优先级、时间片轮转或抢占式等方法,确保系统的资源得到公平和有效利用。进程操作,如创建、销毁和同步,涉及到进程的管理和协调。 进程间通信(IPC)是不同进程之间交换信息的关键机制,例如通过消息传递、管道、共享内存等方式实现。这种通信使得进程能够在执行过程中协作,但同时也必须注意资源的互斥访问,以防止数据冲突。 程序的顺序执行强调的是严格按照指令的先后次序执行,具有封闭性(程序执行期间对系统资源的独占)、可再现性和与执行速度无关性。而程序并发执行则是在多道程序系统中,多个程序段可以同时进行,这极大地提高了系统资源的利用率,提升了处理能力。并发执行的特征包括间断性(由于中断、I/O等待等原因导致的非连续执行)、共享资源和相互制约,这些都需要操作系统有效地管理和协调。 本课件深入剖析了进程在操作系统中的核心地位,包括其基本概念、执行特征、调度原理和进程间通信的机制,这些都是理解现代计算机系统运行机制的基础知识。通过学习这部分内容,学生能够更好地掌握操作系统如何组织和管理计算机系统的执行活动。
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Operating Systems, BJUT
进程的特征 (1) (注意与程序的对比)
动态性
动态性动态性
动态性
最基本的特性
最基本的特性最基本的特性
最基本的特性
有一定的生命期
有一定的生命期有一定的生命期
有一定的生命期: 创建
创建创建
创建, 执行
执行执行
执行, 暂停
暂停暂停
暂停, 消亡
消亡消亡
消亡
并发性
并发性并发性
并发性
多个进程实体
多个进程实体多个进程实体
多个进程实体, 同存于内存中
同存于内存中同存于内存中
同存于内存中,
能在
能在能在
能在一段
一段一段
一段时间内同时运行
时间内同时运行时间内同时运行
时间内同时运行
独立性
独立性独立性
独立性
进程实体是一个能
进程实体是一个能进程实体是一个能
进程实体是一个能独立运行
独立运行独立运行
独立运行的基本单位
的基本单位的基本单位
的基本单位, 同时也
同时也同时也
同时也
是系统中
是系统中是系统中
是系统中独立获得资源
独立获得资源独立获得资源
独立获得资源和
和和
和独立调度
独立调度独立调度
独立调度的基本单位
的基本单位的基本单位
的基本单位
异步性
异步性异步性
异步性
进程按各自独立的
进程按各自独立的进程按各自独立的
进程按各自独立的、
、、
、不可预知的速度向前推进
不可预知的速度向前推进不可预知的速度向前推进
不可预知的速度向前推进,
即
即即
即 进程按
进程按进程按
进程按异步
异步异步
异步方式运行
方式运行方式运行
方式运行
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Operating Systems, BJUT
进程的特征 (2)
结构特征
结构特征结构特征
结构特征
进程实体
进程实体进程实体
进程实体是由
是由是由
是由正文段
正文段正文段
正文段/程序段
程序段程序段
程序段、
、、
、数据段
数据段数据段
数据段、
、、
、堆
堆堆
堆、
、、
、栈
栈栈
栈
及
及及
及 进程控制块
进程控制块进程控制块
进程控制块 等部分组成
等部分组成等部分组成
等部分组成
进程映像
进程映像进程映像
进程映像
非对应性
非对应性非对应性
非对应性
一个
一个一个
一个程序
程序程序
程序被多个
被多个被多个
被多个进程
进程进程
进程共用
共用共用
共用
例
例例
例: 编辑器
编辑器编辑器
编辑器, 编译器
编译器编译器
编译器
一
一一
一个
个个
个进程
进程进程
进程用到多个
用到多个用到多个
用到多个程序
程序程序
程序
系统调用
系统调用系统调用
系统调用 execve
库调用
库调用库调用
库调用 execl, execlp, execle, execv, execvp
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