【正文】 的環(huán)境和初始條件都相同，但得到的結(jié)果卻各不相同10不可再現(xiàn)性的例子? 有兩個循環(huán)程序 A和 B，它們共享一個變量 N。– 為使程序（含數(shù)據(jù)）能獨立運行，應(yīng)為之配置一進程控制塊，即 PCB(– 引入進程的目的也是為了使進程實體能和其他進程實體并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。19就緒（ Ready）狀態(tài) p 進程獲得了除 CPU以外的一切所需資源p 就緒隊列：在一個系統(tǒng)中處于就緒狀態(tài)的進程可能有多個，通常將它們排成一個隊列，稱為就緒隊列。? 之所以把 CPU和其他資源分開來，是因為在分時系統(tǒng)的時間片輪轉(zhuǎn)機制中，每個進程分到的時間片是若干 ms，進程得到 CPU的時間很短且非常頻繁，進程在運行過程中實際上是頻繁地轉(zhuǎn)換到就緒狀態(tài)的；而其他資源（如外設(shè)）的使用和分配或者某一事件的發(fā)生（如 IO操作的完成）對應(yīng)的時間相對很長，進程轉(zhuǎn)換到等待狀態(tài)的次數(shù)也相對較少。（ 2）分析下述狀態(tài)轉(zhuǎn)換是否可立即引起其他的狀態(tài)轉(zhuǎn)換： 1,2,3,4。這種靜止?fàn)顟B(tài)稱為掛起狀態(tài)。–靜止就緒狀態(tài) Readys：當(dāng)用掛起原語 suspend將進程掛起后，該進程便轉(zhuǎn)換為靜止就緒狀態(tài)， 處于Readys狀態(tài)的進程不再被調(diào)度執(zhí)行 。40創(chuàng)建（ New）狀態(tài)? 引入創(chuàng)建狀態(tài)的原因– 保證進程調(diào)度必須在創(chuàng)建工作完成后進行，以確保對 PCB操作的完整性。? 執(zhí)行 ?終止：當(dāng)進程到達了自然結(jié)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(quán)的進程所終結(jié)，進程即進入終止?fàn)顟B(tài)。? 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(yīng)常駐內(nèi)存。為了描述進程的家族關(guān)系，還應(yīng)設(shè)置父進程標(biāo)識及子進程標(biāo)識。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(yīng)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。4 8PCB3PCB是一種原子操作（ Atomic進程的終止（ 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(dāng)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。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。引起進程終止的事件2.這是指程序所訪問的存儲區(qū)已越出該進程的區(qū)域。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。這是指在 I/O過程中發(fā)生了錯誤等。822. 進程的終止過程? 如果系統(tǒng)中發(fā)生了上述要求終止進程的某事件， OS便調(diào)用 進程終止原語 ，按下述過程去終止指定的進程。進程阻塞過程3.假如 A尚未將數(shù)據(jù)輸入完畢，則進程 B將因沒有所需的處理數(shù)據(jù)而阻塞；一旦進程 A把數(shù)據(jù)輸入完畢，便可去喚醒進程 B。913. 進程喚醒過程? 當(dāng)被阻塞進程所期待的事件出現(xiàn)時，如 I/O完成或其所期待的數(shù)據(jù)已經(jīng)到達，則由有關(guān)進程（如用完并釋放了該 I/O設(shè)備的進程）調(diào)用喚醒原語Wakeup()，將等待事件的進程喚醒。最后，若被掛起的進程正在執(zhí)行，則轉(zhuǎn)向調(diào)度程序重新調(diào)度。從靜態(tài)角度看，進程是由程序、數(shù)據(jù)和PCB三部分組成的。– 例如，當(dāng)多個進程去爭用一臺打印機時，有可能使多個進程的輸出結(jié)果交織在一起，難于區(qū)分；– 當(dāng)多個進程去爭用共享變量、表格、鏈表等時，有可能致使數(shù)據(jù)處理出錯。當(dāng)輸入進程 A把數(shù)據(jù)送入緩沖后，便將計算進程 B喚醒；– 當(dāng)單緩沖 滿 時，輸入進程 A因無法再向緩沖中投放數(shù)據(jù)而阻塞，只有當(dāng)計算進程 B將緩沖內(nèi)數(shù)據(jù)取走后便可喚醒 A。Resource），諸進程間應(yīng)采取互斥方式，實現(xiàn)對資源的共享。v輸出指針 out：指示下一個可獲取產(chǎn)品的緩沖區(qū)，每當(dāng)消費者進程取走一個產(chǎn)品后，輸出指針加 1。n==out167。//關(guān)鍵這個！生產(chǎn)者 — 消費者問題的實現(xiàn)107producer: while(true){ … produce an item in nextp。 counter。? 在生產(chǎn)者進程中使用一局部變量 nextp，用于暫時存放每次剛生產(chǎn)出來的產(chǎn)品。假定 counter的當(dāng)前值是 5。 buffer[in]=nextp。 }v進入?yún)^(qū)：用于檢查是否可以進入臨界區(qū)的代碼段。v同樣地，在臨界區(qū)后必須增加一段稱作退出區(qū)的代碼，用于將已有進程進入臨界區(qū)訪問臨界資源的標(biāo)志改為無進程進入臨界區(qū)使用臨界資源。remainderv “忙等 ”的主要缺點是浪費 CPU的時間，另外，它還可能引起預(yù)料不到的后果。? 原語：– 是由若干條機器指令構(gòu)成的完成某種特定功能的一段程序，具有不可分割性。whilev wait(s)cobegin…processvalue:integer。0{=0為此，可為這兩個數(shù)據(jù)分別設(shè)置用于互斥的信號量 Dmutex和 Emutex，并令它們的初值為1，相應(yīng)在兩進程中都要包含兩個對 Dmutex和 Emutex的操作，即Process//Dmutex=0ProcessAND同步機制的基本思想125Swait(s1,s2,…,sn)if)processfirstcountSwaitsi++。processesinto 信號量集127Swait(s1,t1,d1,…,sn,tn,dn)amp。i=n。thetheprogram(i=1。Removeassociated（ 3） Swait(S,1,0):這是一種很特殊且很有用的信號量。while(true){}缺少 wait將會導(dǎo)致系統(tǒng)混亂，不能保證對臨界資源的互斥訪問；缺少 signal將會使臨界資源永遠不被釋放，從而使因等待該資源而阻塞的進程不再被喚醒。S1。signal(d)。{S5。S6。}。wait(b)。}。S6。}。– 使大量的同步操作分散在各個進程中。? 進程對共享資源的申請、釋放和其他操作，都是通過這組過程對共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作來實現(xiàn)的，這組過程還可以根據(jù)資源的情況，或接受或阻塞進程的訪問，確保每次僅有一個進程使用共享資源，這樣就可以統(tǒng)一管理對共享資源的所有訪問，實現(xiàn)進程互斥。過 程名 (形式參數(shù)表 )。函數(shù)名 (形式參數(shù)表 ):值類 型 。管程中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只能被管程中的過程訪問，這些過程也是在管程內(nèi)部定義的，供管程外的進程調(diào)用，而管程中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及過程（函數(shù)）的具體實現(xiàn)外部不可見。v 通常，等待的原因可有多個，為了區(qū)別它們，又引入了條件變量 condition。如果有進程 Q處于阻塞狀態(tài)，當(dāng)進程 P執(zhí)行了，怎樣決定由哪個進程執(zhí)行，哪個進程等待，可采用下述兩種方式處理：167。? 又假定這些生產(chǎn)者和消費者相互等效，只要緩沖池未滿，生產(chǎn)者便可將消息送入緩沖池；只要緩沖池未空，消費者便可從緩沖池中取走一個消息。{while(true){nextp。wait(mutex)。{wait(mutex)。signal(full)。 producebuffer[n]。條件變量146 經(jīng)典進程的同步問題例如，由于共享數(shù)據(jù)被占用而使調(diào)用進程等待，該條件變量的形式為nonbusy:condition。（ 5）管程可作為語言或 OS成分，不必創(chuàng)建或撤銷；而進 程具 有生命周期，由創(chuàng)建而 產(chǎn) 生 ， 由撤銷而 消 亡。管程是一個基本程序單位，可以單獨編譯。共享 變 量 說 明 。? 管程的組成部分：– 管程的名稱– 局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明– 對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行操作的一組過程– 對局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語句管程的定義138管程的示意圖初始化代碼條件（不忙）隊列進入隊列共享數(shù)據(jù)…一組操作過程139管程的結(jié)構(gòu)condition c1wait(c1)…condition wait()urgent queue signal局部數(shù)據(jù)條件變量過程 1過程 k出口初始化代碼入口管程等待調(diào)用的進程隊列管程等待區(qū)域…管程語法 type– 電傳機（硬件資源）：可用于分配該資源有關(guān)的狀態(tài)信息（ busy或 free）和對它進行請求或釋放的操作，以及等待該資源的進程隊列來描述。wait(l)。wait(f)。signal(j)。{signal(d)。S1。{S3。{remaindercritical{cobeginthewaitingbeginningsititheelseAND條件126? 在記錄型信號量機制中， wait(s)或signal(s)操作僅能對信號量施以增 1或減 1的操作，即每次只能獲得或釋放一個單位的臨界資源。queuei++){tosi1,andqueue…amp。B:wait(Dmutex)://Dmutex=1B:wait(Emutex)。 記錄型信號量123p 上述進程互斥問題，是針對進程之間要共享 一個 臨界資源而言的。signal(s)整型信號量121? 系統(tǒng)中現(xiàn)有 S1和 S2兩個并發(fā)進程，如何確保，只有當(dāng)S1完成后才能執(zhí)行 S2？解：使用整型信號量機制來解決。現(xiàn)在，信號量機制已被廣泛應(yīng)用于單處理機和多處理機系統(tǒng)以及計算機網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)已有進程進入臨界區(qū)時，表明臨界資源正被訪問，因而其他試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待，以保證對臨界資源的互斥訪問。（ 2）忙則等待criticalv退出區(qū)：將臨界區(qū)正被訪問的標(biāo)志恢復(fù)為未被訪問標(biāo)志。 nextc=buffer[out]。還有其他順序不可再現(xiàn)性111v臨界區(qū)：每個 進程 中訪問臨界資源的那段 代碼 。=6) counter=register2。(register1=6) register2=counter。? While counter++。int 加 1：生產(chǎn)者進程向緩沖中投放一個產(chǎn)品167。 輸出指針加 1： out=(out+1)%為使生產(chǎn)者進程和消費者進程能并發(fā)執(zhí)行，在兩者之間設(shè)置了一個具有 n個 緩沖區(qū) 的 緩沖池 ，生產(chǎn)者進程可將它所生產(chǎn)的產(chǎn)品放入一個 空緩沖區(qū) 中，消費者進程可從一個 滿緩沖區(qū) 中取得一個產(chǎn)品消費。（ 2）兩隊舉行籃球比賽是間接制約，其中籃球是臨界資源。所謂 間接相互制約即源于這種資源共享 。進程可創(chuàng)建進程，而程序不可能形成新的程序。? 激活原語先將進程從外存調(diào)入內(nèi)存，檢查該進程的現(xiàn)行狀態(tài)，若是靜止就緒，便將之改為活動就緒；若為靜止阻塞，便將之改為活動阻塞。進程的掛起2.可見， 進程的阻塞是進程自身的一種主動行為 。? 例如，進程啟動了某 I/O設(shè)備，如果只有在I/O設(shè)備完成了指定的 I/O操作任務(wù)后進程才能繼續(xù)執(zhí)行，則該進程在啟動了 I/O操作后，便自動進入阻塞狀態(tài)去等待。（ 4）將被終止進程所擁有的全部資源，或者歸還給其父進程，或者歸還給系統(tǒng)。– 父進程請求。這是指進程等待某事件的時間超過了規(guī)定的最大值。這是指程序試圖去執(zhí)行一條不存在的指令。– 在 分時系統(tǒng) 中，用戶可利用 Log– 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。– 例如，某應(yīng)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(yīng)的處理，然后，再將處理結(jié)果以表格形式在屏幕上顯示。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(guān)系的有向樹。原子操作在管態(tài)下執(zhí)行，常駐內(nèi)存。7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。8 0PCB59PCB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PCB? 當(dāng)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。51進程控制塊中的信息? 進程標(biāo)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(biāo)識符? 進程標(biāo)識符用于惟一地標(biāo)識一個進程。48PCB是進程存在的唯一標(biāo)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。? 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