【正文】 系統(tǒng)性能或主存容量的限制，推遲創(chuàng)建狀態(tài)進程的提交。? 對于處于創(chuàng)建狀態(tài)的進程，獲得了其所必需的資源，以及對其 PCB初始化工作完成后，進程狀態(tài)便可由創(chuàng)建狀態(tài)轉入就緒狀態(tài)。41? 當進程已經(jīng)正常結束或異常結束， OS已將它從就緒隊列中移出，但尚未將它撤消時的狀態(tài)。? 終止進程的步驟– 等待 OS進行善后處理– 將其 PCB清零，并將 PCB空間返還系統(tǒng)42終止（ terminated）狀態(tài)? 幾種情況，使進程進入終止狀態(tài)– 進程到達了自然結束點– 出現(xiàn)了無法克服的錯誤– 被 OS所終結– 被其他有終止權的進程所終結? 進入終止狀態(tài)的進程以后不能再執(zhí)行，但在 OS中依然保留一個記錄（保存狀態(tài)碼和一些計時統(tǒng)計數(shù)據(jù)，供其他進程收集）。一旦其他進程完成了對終止狀態(tài)進程的信息提取之后， OS將刪除該進程。43終止（ terminated）狀態(tài)許可就緒I/O請求I/O完成圖 25 五種進程狀態(tài)的轉換44執(zhí)行創(chuàng)建 終止阻塞進程調(diào)度時間片完釋放具有創(chuàng)建、終止和掛起狀態(tài)的進程狀態(tài)圖活動阻塞靜止阻塞靜止就緒執(zhí)行活動就緒時間片/優(yōu)先權請求I/O激活掛起釋放激活釋放掛起調(diào)度 CPU終止創(chuàng)建 許可許可45釋放需要增加考慮的情況1. NULL?創(chuàng)建：一個新進程產(chǎn)生時，該進程處于創(chuàng)建狀態(tài)2. 創(chuàng)建 ?活動就緒：在當前系統(tǒng)的性能和內(nèi)存容量允許的情況下，完成對進程創(chuàng)建的必要操作后，相應的系統(tǒng)進程將進程的狀態(tài)轉換為活動就緒狀態(tài)。3. 創(chuàng)建 ?靜止就緒：考慮到系統(tǒng)當前資源狀況和性能要求，并不分配給新建進程所需資源，主要是主存資源，相應的系統(tǒng)進程將進程狀態(tài)轉為靜止就緒狀態(tài)，對換到外存，不再參與調(diào)度，此時進程創(chuàng)建工作尚未完成。? 執(zhí)行 ?終止：當進程到達了自然結束點，或是出現(xiàn)了無法克服的錯誤，或是被 OS所終止，或是被其他有終止權的進程所終結，進程即進入終止狀態(tài)。46 PCB進程控制塊的作用進程控制塊中的信息進程控制塊的組織方式47 PCB的作用? 為了描述和控制進程的運行，系統(tǒng)為每個進程定義了一個數(shù)據(jù)結構 ——PCB ， PCB是進程實體的一部分，是 OS中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結構。? PCB中記錄了 OS所需的、用于描述 進程的當前情況 及 控制進程運行 所需的全部信息。? PCB的作用：使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序（含數(shù)據(jù)），成為一個能獨立運行的基本單位，一個能與其他進程并發(fā)執(zhí)行的進程。48PCB是進程存在的唯一標志? OS根據(jù) PCB來對并發(fā)執(zhí)行的進程進行控制和管理的。– 當 OS要調(diào)度某進程執(zhí)行時，要從該進程的 PCB中查出其現(xiàn)行狀態(tài)及優(yōu)先級；– 在調(diào)度到某進程后，要根據(jù)其 PCB中所保存的處理機狀態(tài)信息，設置該進程恢復運行的現(xiàn)場，并根據(jù)其PCB中的程序和數(shù)據(jù)的內(nèi)存始址，找到其程序和數(shù)據(jù)；– 進程在執(zhí)行過程中，當需要和與之合作的進程實現(xiàn)同步、通信或訪問文件時，也都需要訪問 PCB；– 當進程由于某種原因而暫停執(zhí)行時，又須將其斷點的處理機環(huán)境保存在 PCB中。 49PCB常駐內(nèi)存? 當系統(tǒng)創(chuàng)建一個新進程時，就為它建立了一個 PCB；進程結束時又回收其 PCB，進程于是也隨之消亡。? PCB可以被 OS的多個模塊讀或修改，如被調(diào)度程序、資源分配程序、中斷處理程序以及監(jiān)督和分析程序等讀或修改。? 因為 PCB經(jīng)常被系統(tǒng)訪問，尤其是被運行頻率很高的進程及分派程序訪問，故 PCB應常駐內(nèi)存。50PCB常駐內(nèi)存? 系統(tǒng)將所有的 PCB組織成若干鏈表（或隊列），存放在 OS中專門開辟的 PCB區(qū)內(nèi)。– Linux用 task_struct數(shù)據(jù)結構來描述每個進程的 PCB。– Windows用執(zhí)行體進程塊 (EPROCESS)來表示進程對象的基本屬性。51進程控制塊中的信息? 進程標識符? 處理機狀態(tài)? 進程調(diào)度信息? 進程控制信息52進程標識符? 進程標識符用于惟一地標識一個進程。? 一個進程通常有兩種標識符：– 內(nèi)部標識符： OS中為每個進程賦予惟一的數(shù)字標識符，它通常是一個進程的序號。設置內(nèi)部標識符主要是為了 方便系統(tǒng)使用 。– 外部標識符：創(chuàng)建者提供，通常由字母、數(shù)字組成，往往是由用戶（進程）在訪問該進程時使用。為了描述進程的家族關系，還應設置父進程標識及子進程標識。此外，還可設置用戶標識，以指示擁有該進程的用戶。53處理機狀態(tài)? 處理機狀態(tài)信息主要是由處理機的各種寄存器中的內(nèi)容組成的。處理機在運行時，許多信息都放在寄存器中。? 當處理機被中斷時，所有這些信息都必須保存在 PCB中，以便在該進程重新執(zhí)行時，能從斷點繼續(xù)執(zhí)行。54處理機狀態(tài)? 這些寄存器包括：– 通用寄存器（用戶可視寄存器）：是用戶程序可以訪問的，用于暫存信息，在大多數(shù)處理機中，有 8~32個寄存器，在 RISC結構的計算機中可超過 100個；– 指令計數(shù)器 PC：下一條指令的地址；– 程序狀態(tài)字 PSW：含有狀態(tài)信息，如條件碼、執(zhí)行方式、中斷屏蔽標志等；– 用戶棧指針：指每個用戶進程都有一個或若干個與之相關的系統(tǒng)棧，用于存放過程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址，棧指針指向該棧的棧頂。55進程調(diào)度信息? 與進程調(diào)度和進程對換有關的信息：– 進程狀態(tài)：指明進程的當前狀態(tài)，作為進程調(diào)度和 對換（ P129） 時的依據(jù)；– 進程優(yōu)先級（ P93）：用于描述進程使用處理機的優(yōu)先級別的一個整數(shù)；– 與進程調(diào)度算法有關的信息：進程已等待CPU的時間總和、進程已執(zhí)行的時間總和等；– 事件：指進程由執(zhí)行狀態(tài)轉變?yōu)樽枞麪顟B(tài)所等待發(fā)生的事件，即阻塞原因。56進程控制信息? 程序和數(shù)據(jù)的地址：指進程的程序和數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存或外存地（首）址，以便再調(diào)度到該進程執(zhí)行時，能從 PCB中找到程序和數(shù)據(jù)；? 進程同步和通信機制：指實現(xiàn)進程同步和進程通信時必需的機制，如 消息隊列指針 （ P19）、信號量等，它們可能全部或部分地放在 PCB中；? 資源清單：是一張列出了除 CPU以外的、進程所需的全部資源及已經(jīng)分配到該進程的資源的清單；? 鏈接指針：給出了本進程（ PCB）所在隊列中的下一個進程的 PCB的首地址。57UNIX系統(tǒng) V中 PCB中的信息P357? 進程表項，其中包括最常用的核心數(shù)據(jù)? U區(qū)，用于存放用戶進程表項的一些擴充數(shù)據(jù)? 系統(tǒng)區(qū)表，存放各個區(qū)在物理存儲器中的地址信息等? 進程區(qū)表，用于存放各區(qū)的起始虛地址及指向系統(tǒng)區(qū)表中對應區(qū)表項的指針58進程控制塊的組織方式? 鏈接方式– 把具有同一狀態(tài)的 PCB，用其中的鏈接字鏈接成一個隊列。這樣，可以形成就緒隊列、若干阻塞隊列、空白隊列等。– 對就緒隊列常按進程優(yōu)先級的高低排列，把優(yōu)先級高的進程的 PCB排在隊列前面。– 根據(jù)阻塞原因把處于阻塞狀態(tài)的進程的PCB排成等待 I/O操作完成的隊列和等待分配內(nèi)存的隊列等。59PCB鏈接隊列示意圖執(zhí)行指針就緒隊列指針阻塞隊列指針空閑隊列指針PCB1 4PCB2 3PCB3 0PCB4 8PCB5 0PCB6 7PCB7 9PCB8 0PCB9 11…60P215隱式鏈接、顯式鏈接按索引方式組織 PCB執(zhí)行指針就緒表指針阻塞表指針PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5PCB6PCB7就緒索引表阻塞索引表61 進程控制? 進程控制是進程管理中最基本的功能。– 創(chuàng)建一個新進程– 終止一個已完成的進程– 終止一個因出現(xiàn)某事件而無法運行下去的進程– 負責進程運行中的狀態(tài)轉換? 當一個正在執(zhí)行的進程因等待某事件而暫時不能繼續(xù)執(zhí)行時，將其轉換為阻塞狀態(tài)? 當該進程所期待的事件出現(xiàn)時，又將該進程轉換為就緒狀態(tài)等等。? 進程控制一般是由 OS的內(nèi)核來實現(xiàn)的。62 進程控制? 原語（ Primitive）：由若干條指令組成，完成一定功能的一個過程。是一種原子操作（ AtomicOperation）。所謂原子操作，是指一個操作中所有動作要么全做，要么全不做。它是一個不可分割的基本單位，因此在執(zhí)行過程中不允許被中斷。原子操作在管態(tài)下執(zhí)行，常駐內(nèi)存。? 原語的作用是為了實現(xiàn)進程的通信和控制，系統(tǒng)對進程的控制如不使用原語，就會造成其狀態(tài)的不確定性，從而達不到進程控制的目的。63 進程控制進程的創(chuàng)建進程的終止進程的阻塞與喚醒64 進程的創(chuàng)建1.進程圖2.引起創(chuàng)建進程的事件3.進程的創(chuàng)建651. 進程圖? 進程圖是用于描述一個進程的家族關系的有向樹。? 進程：結點? 父進程：在進程 D創(chuàng)建了進程 I后，稱 D是 I的父進程? 子進程： I是 D的子進程? 祖父進程? 祖先：樹的根節(jié)點是進程家族的祖先66AB CD E F G HL MI J K1. 進程圖? 繼承（資源）– 子進程可以繼承父進程所擁有的資源（打開的文件、緩沖區(qū)等）– 當子進程被撤消時，應將從父進程那里獲得的資源歸還給父進程– 在撤消父進程時，也必須同時撤消其所有的子進程– 為了標識進程之間的家族關系，在 PCB中都設置了家族關系表項，以標明自己的父進程及所有的子進程672. 引起創(chuàng)建進程的事件? 在多道程序環(huán)境中，只有進程才能在系統(tǒng)中運行。? 因此，為使程序能運行，就必須為它創(chuàng)建進程。682. 引起創(chuàng)建進程的事件（ 1）用戶登錄（由系統(tǒng)內(nèi)核創(chuàng)建新進程）– 在 分時系統(tǒng) 中，用戶在終端鍵入登錄命令后，如果是合法用戶，系統(tǒng)將為該終端建立一個進程，并將它插入就緒隊列中。（ 2）作業(yè)調(diào)度（由系統(tǒng)內(nèi)核創(chuàng)建新進程）– 在 批處理系統(tǒng) 中，當作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法調(diào)度到某作業(yè)時，便將該作業(yè)裝入內(nèi)存，為它分配必要的資源，并立即為它創(chuàng)建進程，再插入就緒隊列中。692. 引起創(chuàng)建進程的事件（ 3）提供服務（由系統(tǒng)內(nèi)核創(chuàng)建新進程）– 當運行中的用戶程序提出某種請求后，系統(tǒng)將專門創(chuàng)建一個進程來提供用戶所需要的服務。– 例如，用戶程序要求進行文件打印， OS將為它創(chuàng)建一個打印進程，這樣，不僅可使打印進程與該用戶進程并發(fā)執(zhí)行，而且還便于計算出為完成打印任務所花費的時間。702. 引起創(chuàng)建進程的事件（ 4）應用請求（由應用進程自己創(chuàng)建）– 前面三種情況都是由系統(tǒng)內(nèi)核為它創(chuàng)建一個新進程；此處則是基于應用進程的需求，由它自己創(chuàng)建 一個 新進程，以便使新進程以并發(fā)運行方式完成特定任務。– 例如，某應用程序需要不斷地從鍵盤終端輸入數(shù)據(jù)，繼而又要對輸入數(shù)據(jù)進行相應的處理，然后，再將處理結果以表格形式在屏幕上顯示。該應用進程為使這幾個操作能并發(fā)執(zhí)行，以加速任務的完成，可以分別建立鍵盤輸入進程、 數(shù)據(jù)處理進程、 表格輸出進程等。713. 進程的創(chuàng)建? 一旦 OS發(fā)現(xiàn)了要求創(chuàng)建新進程的事件后，便調(diào)用進程創(chuàng)建原語 Create()按下述步驟創(chuàng)建一個新進程。（ 1）申請空白 PCB（ 2）為新進程分配資源（ 3）初始化 PCB（ 4）將新進程插入就緒隊列72（ 1）申請空白 PCB? 為新進程申請獲得惟一的數(shù)字標識符，并從 PCB集合中索取一個空白PCB。73（ 2）為新進程分配資源? 為新進程的程序和數(shù)據(jù)以及用戶棧分配必要的內(nèi)存空間。顯然，此時 OS必須知道新進程所需內(nèi)存的大小。– 對于批處理作業(yè)，其大小可在用戶提出創(chuàng)建進程要求時提供。若是應用進程創(chuàng)建子進程，也應是在該進程提出創(chuàng)建進程的請求中給出所需內(nèi)存的大小。– 對于交互型作業(yè)，用戶可以不給出內(nèi)存要求而由系統(tǒng)分配一定的空間。如新進程要共享某個已在內(nèi)存的地址空間，則必須建立相應鏈表。74（ 3）初始化 PCB? 初始化標識信息– 將系統(tǒng)分配的標識符和父進程標識符填入新 PCB中? 初始化處理機狀態(tài)信息– 使 PC指向程序的入口地址，使棧指針指向棧頂? 初始化處理機控制信息– 將進程的狀態(tài)設置為就緒狀態(tài)或靜止就緒狀態(tài)– 對于優(yōu)先級，通常是將它設置為最低優(yōu)先級，除非用戶以顯式方式提出高優(yōu)先級要求75（ 4）將新進程插入就緒隊列? 如果進程就緒隊列能夠接納新進程，便將新進程插入就緒隊列。76 進程的終止1.引起進程終止的事件2.進程的終止過程（進程終止原語）771. 引起進程終止的事件1）正常結束2）異常結束3）外界干預781）正常結束? 在任何計算機系統(tǒng)中，都應有一個用于表示進程已經(jīng)運行完成的指示。– 在 批處理系統(tǒng) 中，通常在程序的最后安排一條 Holt指令或終止的 系統(tǒng)調(diào)用 。當程序運行到 Holt指令時，將產(chǎn)生一個 中斷 ，去 通知OS本進程已經(jīng)完成。– 在 分時系統(tǒng) 中，用戶可利用 Log off去表示進程運行完畢，此時同樣可產(chǎn)生一個中斷，去通知 OS進程已運行完畢。792）異常結束? 在進程運行期間，由于出現(xiàn)某些錯誤和故障而迫使進程終止。– 越界錯誤。這是指程序所訪問的存儲區(qū)已越出該進程的區(qū)域。– 保護錯。這是指進程試圖去訪問一個不允許訪問的資源或文件，或者以不適當?shù)姆绞竭M行訪問，例如，進程試圖去寫一個只讀文件。– 非法指令。這是指程序試圖去執(zhí)行一條不存在的指令。出現(xiàn)該錯誤的原因，可能是程序錯誤地轉移到數(shù)據(jù)區(qū)，把數(shù)據(jù)當成了指令。802）異常結束? 在進程運行期間，由于出現(xiàn)某些錯誤和故障而迫使進程終止。– 特權指令錯。這是指用戶進程試圖去執(zhí)行一條只允許OS執(zhí)行的指令。– 運行超時。這是指進程的執(zhí)行時間超過了指定的最大值。– 等待超時。這是指進程等待某事件的時間超過了規(guī)定的最大值。– 算術運算錯。這是指進程試圖去執(zhí)行一個被禁止的運算，例如被 0除。– I/O故障。這是指在 I/O過程中發(fā)生了錯誤等。813）外界干預? 外界干預并非指在本進程運行中出現(xiàn)了異常事件，而是指進程應外界的請求而終止運行。– 操作員或 OS干預。由于某種原因，例如，發(fā)生了死鎖，由操作員或 OS終止該進程。– 父進程請求。由于父進程具有終止自己的任何子孫進程的權力，因而當父進程提出終止該進程（子孫進程）的請求時，系統(tǒng)將終止該進程（子孫進程）。– 父進程終止。當父進程終止時， OS也將它的所有子孫進程終止。