操作系统进程管理：进程上下文的层次解析

"进程映象进程上下文的层次-操作系统进程管理课件" 本文档主要探讨了操作系统中进程管理的相关知识，特别是进程映象（进程上下文）的层次结构。在UNIX System V中，进程上下文分为三个层次：用户级上下文、寄存器级上下文和系统级上下文。 1. 用户级上下文： 用户级上下文包含了进程的用户地址空间，包括用户正文段（存放程序代码）、用户数据段（存储全局变量和静态变量）以及用户栈（存储函数调用时的局部变量和返回地址）。这部分上下文反映了进程在用户模式下执行时的状态。 2. 寄存器级上下文： 寄存器级上下文涉及到程序执行时处理器中的寄存器状态，如程序计数器（PC）、处理机状态寄存器（包含条件码、中断屏蔽位等）、栈指针（SP）以及通用寄存器的值。这些寄存器保存了当前指令的地址、进程的运行状态和临时计算结果。 3. 系统级上下文： 系统级上下文又分为静态部分和动态部分。静态部分主要包括进程控制块（PCB）和资源表格，它们记录了进程的基本信息和资源分配情况。动态部分涉及核心栈，这是操作系统内核在处理进程时使用的栈，每个进程在调用不同的内核过程时会有各自的核心栈。 进程上下文的层次概念主要体现在动态部分，即核心栈的变化，因为不同进程在执行相同核心过程时会形成不同的核心栈结构。 此外，文档还提到了操作系统中的并发执行概念。在多道程序设计中，多个程序可以同时进入内存并运行，提高了系统效率。并发执行带来了程序执行的顺序性、封闭性和确定性特征，以及前趋图（Precedence Graph）的概念，它用来描述进程或任务之间的依赖关系。 在并发执行中，前趋图是一个有向无环图（DAG），用于表示进程或任务的执行顺序。每个节点代表一个程序段、进程或语句，有向边则指示了执行的先后顺序。通过这种方式，可以分析和管理进程间的同步和通信问题，例如经典的进程同步问题和进程通信机制。 最后，文档还涵盖了进程管理的其他关键概念，如进程控制、进程同步、进程通信和线程，这些都是操作系统中不可或缺的部分。