【正文】 V(S) end。 V(Sn) end。 cobegin process Reader i(i=1, 2, …, n) begin P(S)。 下面是寫者優(yōu)先的程序 。 coend。 if rc=0 then V(S)。 if rc=1 then P(S)。 S∶ =Sr∶ =1。 用一個變量 rc表示當(dāng)前正在讀的讀者個數(shù) ， 當(dāng)進程可以去讀或讀結(jié)束后都要改變 rc的值 ， 因此 rc又成為若干讀進程的共享變量 ， 它們必須互斥地修改 rc。 V(S)。 P(S)。 P∶ =(P+1) mod n。 cobegin process producer i(i=1, 2, ……, m) begin L1: produce a product。 S, S n, S 0: semaphore。 生產(chǎn)者 — 消費者進程描述如下： 第三章 進程管理 第三章 進程管理 生產(chǎn)者和消費者可按如下方式并發(fā)執(zhí)行： begin B: array［ 0 進程 B收到信號后 ， 取走卡片信息進行加工處理 。 第三章 進程管理 3. 利用信號量實現(xiàn)進程間的同步 一般來說， 信號量初值為 0， 兩個進程之間的同步模型如下： 進程 P1 進程 P2 L1： P(S) L2： V(S) 第三章 進程管理 例 1 用信號量實現(xiàn)司機和售票員的同步 。 V(S) end else begin V(S)。 S∶ =1 cobegin 第三章 進程管理 Process P i(i=1, 2, …, n) begin 按旅客訂票要求找到 xk。 第三章 進程管理 例 2 設(shè)一民航航班售票系統(tǒng)有 n個售票處 。 count∶ =R2。 process P2 R2: register。 第三章 進程管理 R1∶ =count。 count∶ =0。 例如進程 P1 和進程 P2 按如下安排 ， 即可實現(xiàn)互斥： 進程 P1 進程 P2 P(S) P(S) S1 S2 V(S) V(S) 第三章 進程管理 例 1 前面例子中的公用變量 count, 也是一個臨界資源 。 if S≤0 then R(S) end。 begin S∶ =S1。 ② 若 S≥0， 則調(diào)用 P(S) ③ 若 S0， 則調(diào)用 P(S)的進程被阻塞 ， 并把它插入到等 待信號量 S的阻塞隊列中 。 操作系統(tǒng)利用信號量對進程和資源進行控制和管理 。 開鎖原語 UNLOCK (W) MVI W， X′00′ 來完成， MVI將一個全 0 的字節(jié)送入 W中。 該指令的功能是按第二操作域指出的地址從主存中取出一個字節(jié) ， 其最高位 (最左邊的位 )為 0 時 ， 置條件碼為 0；否則置條件碼為 1， 并將該字節(jié)的所有位均置 1。 加鎖原語用 LOCK (W)表示 ， L: if W=1 then go to L else W∶ [KG*8]= 1。 (3) 進程在臨界區(qū)內(nèi)逗留應(yīng)在有限時間范圍內(nèi)。 count∶ =R2。 P2: R2∶ =count。 count∶ =R1。 第三章 進程管理 圖 進程 P1 和 P2 間的同步 取用 P 2 計算結(jié)果計算 f u n c 1 ( x )進程 P2 算完 f u n c 2 ( y )計算 f u n c 2 ( y )置計算完標(biāo)志終止進程 P1進程 P2YN第三章 進程管理 2. 進程間的互斥 圖 資源互斥使用例 進程 A① 請求資源 R② 釋放資源 R進程 B② 請求資源 R④ 釋放資源 RR使用 R（阻塞）喚醒分配拒絕第三章 進程管理 又如 ， 設(shè)有兩個進程 P P2， 它們共享同一變量 count, P P2 P1： R1∶ =count。 一個進程到達了這些點后 ， 除非另一進程已完成了某些操作 ， 否則就不得不停下來等待這些操作的結(jié)束 。 (4) 一個私用的存儲區(qū)。 線程由對象管理程序創(chuàng)建或刪除 。 (3) 系統(tǒng)資源 ， 例如信號量 、 通信端口 、 文件等 。 (4) 處理機調(diào)度的基本單位是線程 ， 線程之間競爭處理機 ， 真正在處理機上運行的是線程 。 1. 線程的定義 第三章 進程管理 2. 進程和線程的關(guān)系 (1) 線程是進程的一個組成部分 。 (5) 進程是一個獨立的運行單位 ， 也是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位 。 第三章 進程管理 2. 進程和程序的區(qū)別 (1) 進程是程序的一次執(zhí)行 ， 屬于一種動態(tài)概念 ， 而程序是一組有序的指令 ， 是一種靜態(tài)概念 。 (3) 短作業(yè)的時間片短，長作業(yè)的時間片長。 系統(tǒng)根據(jù)此時就緒隊列中的進程數(shù)重新計算 q值 ， 然后開始下一輪循環(huán) 。 為進一步改變輪轉(zhuǎn)法的調(diào)度性能應(yīng)作兩方面改進： ① 將固定時間片改為可變時間片； ② 將單就緒隊列改變?yōu)槎嗑途w隊列 。 換言之 ， 過小的 q值會導(dǎo)致系統(tǒng)開銷的增加 。 顯然 ， 時間片的大小對進程調(diào)度有很大影響 。 (3) 按作業(yè)到達時間確定。 例如 ， 有的算法有利于系統(tǒng)資源的充分作用 ， 有的算法有利于系統(tǒng)處理能力的充分發(fā)揮 ， 有的算法有利于公平地響應(yīng)用戶的服務(wù)請求 ， 如此等等 。 通常有兩種進程調(diào)度方式： (1) 非剝奪方式 。 (3) 現(xiàn)運行進程執(zhí)行某種原語操作 ， 如 P操作 、 阻塞原語等 ，進入阻塞狀態(tài) 。 (3) 分配處理機給進程。 第三章 進程管理 3. 進程調(diào)度程序的功能 (1) 記住系統(tǒng)中所有進程的狀態(tài) 、 優(yōu)先數(shù)和資源需求情況 。 在操作系統(tǒng)中 ， 交通控制程序的主要職能是管理進程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變和協(xié)調(diào)進程間的通訊 。 凡是屬于被撤消者自己的 ， 則消去它的資源描述塊 ， 最后消去被撤消者的 PCB， 若重新調(diào)度標(biāo)志已置位 ， 則重新調(diào)度 。 若該進程處于運行狀態(tài) ， 則中斷處理機 ， 保護 CPU現(xiàn)場 ， 停止執(zhí)行該進程 ， 并設(shè)置重新調(diào)度標(biāo)志 。 撤消也有兩種方式：僅撤消一個具有指定標(biāo)識名的進程 ， 或撤消該進程及其所有子孫 。 但在有的系統(tǒng)中 ， 使用了阻塞原語和喚醒原語完成上述狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 。 同樣 ， 激活原語也可以有多種激活方式：如激活一個具有指定標(biāo)識名的進程 ， 或者激活某進程及其所有的子孫進程 。 在掛起原語的作用下 ， 進程的狀態(tài)由活躍轉(zhuǎn)為靜止 。 當(dāng)需要把某個進程掛起時可調(diào)用掛起原語。 若該進程的程序不在內(nèi)存 ， 應(yīng)將其調(diào)入內(nèi)存 。 (2) 進程控制靈活。 內(nèi)核的各項功能是通過執(zhí)行原語來實現(xiàn)的 。 (3) 阻塞狀態(tài)。 (7) 隊列指針或鏈接字。 (3) 狀態(tài)信息。 進程控制塊是進程存在的一個惟一標(biāo)志 。 (3) 進程是這樣的計算部分 ， 它可以與別的進程并發(fā)執(zhí)行 (Madnick and Donovan)。 通常把機器執(zhí)行程序的活動 ， 稱為 “ 計算 ” 。 (3) print count。 count∶ =0。 go to L1 end reporter begin L2: …… print count。 begin count∶ integer。 在一條單向行駛的公路上經(jīng)常有卡車通過 。 這就從根本上打破了一道程序封閉于一個系統(tǒng)中執(zhí)行的局面 。 是重疊的。 P1先于 P2。 (2) 一個程序在機器中執(zhí)行時 ， 它獨占全機資源 ， 除了初始狀態(tài)外 ， 只有程序本身規(guī)定的動作才能改變這些資源的狀態(tài) 。第三章 進程管理 第三章 進程管理 為什么要引入進程的概念 進程的表示和調(diào)度狀態(tài) 進程的控制 進程調(diào)度 線程及其管理 進程通訊 死鎖 第三章 進程管理 為什么要引入進程的概念 從順序程序設(shè)計談起 作業(yè)執(zhí)行順序IlClPl作業(yè) l作業(yè) i作業(yè) n? ? ?? ? ?IiCiPiInCnPn圖 程序的順序執(zhí)行 第三章 進程管理 (1) 當(dāng)順序程序在處理機上執(zhí)行時 ， 處理機嚴(yán)格地順序執(zhí)行程序規(guī)定的動作 。 程序和機器執(zhí)行程序的活動嚴(yán)格一一對應(yīng) 。 C1先于 P1和 C2。 I4和 C3和 P2。 于是 ， 這些資源的狀態(tài)不再取決于一道程序 ， 而是由多道程序的活動所決定 。 第三章 進程管理 程序并發(fā)執(zhí)行的特性 1. 失去了程序的封閉性 設(shè)有觀察者和報告者并行工作 。 此時我們可以寫出如下程序 ， 其中 Cobegin和Coend表示它們之間的程序可以并發(fā)執(zhí)行 。 count∶ =count+1。 print count。 count∶ =count+1。 程序是指令的有序集合 ， 是靜態(tài)的概念；而機器執(zhí)行程序的活動是指指令序列在處理機上的執(zhí)行過程 ， 或處理機按照程序執(zhí)行指令序列的過程 。 (2) 一個進程是一系列逐一執(zhí)行的操作 ， 而操作的確切含 義 則 有 賴 于 我 們 以 何 種 詳 盡 程 度 來 描 述 進 程()。 第三章 進程管理 進程的表示和調(diào)度狀態(tài) 進程的表示 1. 進程的組成 圖 進程的表示 P C B程序數(shù)據(jù)程序數(shù)據(jù)P C B共 享程序段( a ) ( b )第三章 進程管理 2. 進程控制塊 為描述進程的動態(tài)變化 ， 便于系統(tǒng)對進程進行有效的控制和管理 ， 系統(tǒng)中為每一進程設(shè)置一個進程控制塊 。 (2) 位置信息。 (6) 資源清單。 (2) 就緒狀態(tài)。 通常內(nèi)核只占整個操作系統(tǒng)代碼中的一小部分 。 第三章 進程管理 進程控制原語 1. 圖 進程的樹型結(jié)構(gòu) A0C3B2B1C1C2第三章 進程管理 (1) 資源分配嚴(yán)格。 其具體作法是：先向 PCB集合索取一張空白 PCB， 并獲得 PCB的內(nèi)部標(biāo)識數(shù) 。 第三章 進程管理 2. (1) 掛起原語。 第三章 進程管理 (2) 激活原語 。 激活原語只能激活某進程自己的子孫 。 由運行到活躍阻塞 ， 由活躍阻塞到