[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]cpu(已修改)
2025-01-27 06:57 本頁面
【正文】 第二講 進(jìn)程 13469190992 179412340 重點(diǎn)： 進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行、進(jìn)程的狀態(tài)及切 換、處理機(jī)對進(jìn)程的調(diào)度算法 難點(diǎn)： FCFS、優(yōu)先級調(diào)度算法、時(shí)間輪轉(zhuǎn)法、短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法、最短剩余時(shí)間調(diào)度算法、最高響應(yīng)比調(diào)度算法 一、 程序的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行 ? 程序的順序執(zhí)行：具有獨(dú)立功能的程序獨(dú)占 CPU直至得到最終結(jié)果的過程（如：單道批處理系統(tǒng)） ? 順序環(huán)境： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 只有一個(gè)程序在運(yùn)行 該程序獨(dú)占系統(tǒng)中所有資源 其執(zhí)行不受外界影響 ? 順序執(zhí)行的特征 ? 順序性：按照程序結(jié)構(gòu)所指定的次序（可能有分支或循環(huán)） ? 封閉性：獨(dú)占全部資源，計(jì)算機(jī)的狀態(tài)只由于該程序的控制邏輯所決定 ,不受外界影響。 ? 可再現(xiàn)性：初始條件相同則結(jié)果相同。如：可通過空指令控制時(shí)間關(guān)系。 (程序執(zhí)行結(jié)果的確定性，程序運(yùn)行結(jié)果與程序執(zhí)行速度無關(guān)，只要初始狀態(tài)相同，結(jié)果應(yīng)相同 ) ? 現(xiàn)在的操作系統(tǒng)多為并發(fā)執(zhí)行，具有許多新的特征。引入并發(fā)執(zhí)行的目的是為了提高資源利用率。 ? ? 程序的并發(fā)執(zhí)行 :指一組在邏輯上互相獨(dú)立的程序或程序段在執(zhí)行時(shí)間上客觀上互相重疊，即一個(gè)程序或程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個(gè)程（段）的執(zhí)行已經(jīng)開始的方式。 ? 并發(fā)執(zhí)行的特征 ? 間斷 (異步 )性：“走走停?！?，一個(gè)程序可能走到中途停下來，失去原有的時(shí)序關(guān)系； ? 失去封閉性：共享資源，受其他程序的控制邏輯的影響。如：一個(gè)程序?qū)懙酱鎯ζ髦械臄?shù)據(jù)可能被另一個(gè)程序修改，失去原有的不變特征。 ? 失去可再現(xiàn)性：失去封閉性 － 失去可再現(xiàn)性；外界環(huán)境在程序的兩次執(zhí)行期間發(fā)生變化，失去原有的可重復(fù)特征。并發(fā)程序執(zhí)行的結(jié)果與其執(zhí)行的相對速度有關(guān)，是不確定的。 ? 資源共享：系統(tǒng)中資源被多個(gè)程序使用 ? 個(gè)并發(fā)程序間獨(dú)立的相對速度、起始時(shí)間 ? 程序之間可相互作用（相互制約） 可分為直接作用和間接作用 并發(fā)執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn) 并發(fā)程序 并發(fā)環(huán)境： 一定時(shí)間內(nèi)，物理機(jī)器上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的程序同時(shí)處于開始運(yùn)行但尚未結(jié)束的狀態(tài)，并且次序不是事先確定的 引入并發(fā)的目的： 為了提高資源利用率，從而提高系統(tǒng)效率 t(s) t(s) CPU DEV1 DEV2 CPU CPU A 10 15 20 30 40 DEV2 CPU DEV 1 DEV2 CPU B 10 20 30 40 25 并發(fā)程序示例 有兩個(gè)進(jìn)程 A 、 B，如圖所示 在順序環(huán)境下， A先執(zhí)行， B再執(zhí)行 CPU利用率 = 40/80 = 50% DEV1利用率 = 15/80 =% DEV2利用率 = 25/80 =% t(s) t(s) CPU DEV1 DEV2 CPU CPU A 10 15 20 30 40 DEV2 CPU DEV 1 DEV2 CPU B 10 20 30 40 25 在并發(fā)環(huán)境下 CPU利用率 = 89% DEV1并發(fā)環(huán)境下利用率 = 33% DEV2并發(fā)環(huán)境下利用率 = 66% A B CPU DEV1 DEV2 CPU CPU 10 15 20 30 40 t(s) 25 DEV1 CPU 35 45 DEV2 CPU DEV2 t(s) t(s) CPU DEV1 DEV2 CPU CPU A 10 15 20 30 40 DEV2 CPU DEV 1 DEV2 CPU B 10 20 30 40 25 二 、進(jìn)程 進(jìn)程定義 進(jìn)程由以下幾個(gè)方面組成： 1）一個(gè)可執(zhí)行程序，包括初始代碼和數(shù)據(jù) 2）一個(gè)獨(dú)立的用戶地址空間 3）系統(tǒng)資源，由 OS分配給進(jìn)程的系統(tǒng)資源，包括：I/O設(shè)備、文件等 4）進(jìn)程運(yùn)行及處理機(jī)調(diào)度進(jìn)程切換時(shí)所要涉及到的數(shù)據(jù)。 進(jìn)程：一個(gè)具有一定
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