【正文】 個(gè)。 打印機(jī) 進(jìn)程 A 進(jìn)程 B 讀卡機(jī) 49 例如：進(jìn)程 A和 B以下面的推進(jìn)速度前進(jìn)，導(dǎo)致死鎖。 （ D） 允許進(jìn)程間非法交叉推進(jìn)順序的存在：導(dǎo)致循環(huán)等待資 源 ， 無法前進(jìn) 。 （ Ｂ ） 資源采用動(dòng)態(tài)分配原則：資源在等待新資源時(shí) ， 繼續(xù)占 有已分配到的資源 。只有等到在臨界地段內(nèi)的進(jìn)程退出臨界地段時(shí)對 S做 V操作，使 S的值由 1變?yōu)?0，才會解除這一阻擋而放行，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥。誰先對 S做 P操作，就會使 S的值由 1變?yōu)?0，且自己獲準(zhǔn)進(jìn)入臨界區(qū)。 則無論在何處中斷，均能進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。 43 為使這段操作能互斥進(jìn)行，設(shè)置 S1初值為 1， S2初值為 0。 41 S1表示緩沖區(qū)中是否有供打印的數(shù)據(jù)， S10表示 有數(shù)據(jù) ； S2表示緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)是否被取走， S20表示已取走， 有空 的緩沖 區(qū) ； 初 值 ： S1=0， S2=0； 查詢進(jìn)程 S 把查詢結(jié)果寫到緩沖區(qū) V(S1) P(S2 ) ? ? ? ? ? ? 打印進(jìn)程 P P(S1) 把緩沖區(qū)內(nèi)容打印輸出 V(S2) ? ? ? ? ? ? 42 生產(chǎn)者進(jìn)程 L1:{生產(chǎn)物品 } P(S1) 緩沖區(qū) 物品 V(S2) 消費(fèi)者進(jìn)程 C1:P(S2) 從緩沖區(qū)取物品 V(S1) {消費(fèi)物品 } S1=1。假定 A先于 B到達(dá) C點(diǎn)，它要在 S上執(zhí)行 P操作，使 S=10，進(jìn)程 A被迫在 S的隊(duì)列等待，一直等到進(jìn)程 B執(zhí)行了 V操作之后，才能將其喚醒變?yōu)榫途w。為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程 A與進(jìn)程 B在 C點(diǎn)同步，設(shè)置信號量 S初始值為 0。 （ 3） 若 S?0， 表示系統(tǒng)中有等待該資源的進(jìn)程，則喚醒 S信 號量隊(duì)列中的第一個(gè)進(jìn)程，使其插入到就緒隊(duì)列，現(xiàn) 進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。信號量的值僅能由 P操作和 V操作來改變，操作系統(tǒng)利用它的狀態(tài)對進(jìn)程和資源進(jìn)行管理。 所謂信號量是一個(gè)與隊(duì)列有關(guān)的整型變量，表示系統(tǒng)中某類資源的數(shù)量。 信號量的概念和 P、 V原語是荷蘭科學(xué)家提出的。 P原語操作過程： P操作記為 P（ S） ，其中 S為一信號量，其執(zhí)行順序完成以下兩個(gè)動(dòng)作： （ 1） S： =S?1，表示申請使用一個(gè)資源； （ 2） 若 S?0， 表示系統(tǒng)中有資源可用，現(xiàn)進(jìn)程可繼續(xù)執(zhí)行。 COUNT=Y； 用 PV原語對進(jìn)程中信號量進(jìn)行操作的方法（簡稱 PV操作）。 A: X=COUNT； A: X=X+1。 1 2 n …… 34 例 2: X = fun1(y)*fun2(Z) 計(jì)算 fun1(y) 進(jìn)程 P2 算完 fun2(Z)? 取用 P2計(jì)算結(jié)果 計(jì)算 fun2(Z) 設(shè)置計(jì)算完成標(biāo)志 終 止 Y N 進(jìn)程 P1 進(jìn)程 P2 ? ? ? ? 兩個(gè)協(xié)同工作進(jìn)程的同步 35 例 1: 公共 地段 交通十字路口的控制：公共地段互斥 36 例 2: X=COUNT X=X+1 COUNT=X Y=COUNT Y=Y+1 COUNT=Y 臨界區(qū) 臨界區(qū) 進(jìn) 程 A 進(jìn) 程 B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)程 A與 B對公共變量 COUNT進(jìn)行互斥操作，最終實(shí)現(xiàn) COUNT增加 2。一個(gè)進(jìn)入，其他必須等待。 各進(jìn)程之間存在著相互制約、相互依賴的關(guān)系： 同 步 : 兩個(gè)事件的發(fā)生存在某種時(shí)序關(guān)系，如果系統(tǒng)中若干個(gè)進(jìn)程要完成同一個(gè)任務(wù)，則進(jìn)程之間要協(xié)調(diào)其推進(jìn)的速度，以便正確完成作業(yè)運(yùn)行，此即同步。如打印機(jī)、讀卡機(jī)、緩沖區(qū)、變量等。 第 32 頁 /89 分級調(diào)度法（動(dòng)態(tài)法） ?結(jié)合優(yōu)先數(shù)法和輪轉(zhuǎn)調(diào)度法 ?分為具有較高優(yōu)先數(shù)的前臺隊(duì)列和較低優(yōu)先數(shù)的后臺隊(duì)列 ?進(jìn)程調(diào)度以固定的時(shí)間片把處理器分配給前臺隊(duì)列中的進(jìn)程，僅當(dāng)前臺隊(duì)列中的進(jìn)程已全部完成或等待I/O操作時(shí)，才把處理器分配給后臺進(jìn)程。 ? 時(shí)間片 q 的取值為： q 過小，系統(tǒng)開銷增加； q 過大，又退化為 FIFO法。 優(yōu)先數(shù)法 第 31 頁 /89 輪轉(zhuǎn)調(diào)度法（動(dòng)態(tài)法） ? 先將就緒態(tài)進(jìn)程按 FIFO規(guī)則排成一個(gè)隊(duì)列， 將 CPU劃分為等長的時(shí)間片，分配給隊(duì)列中的每個(gè)進(jìn)程 。 靜態(tài)優(yōu)先數(shù)法 進(jìn)程優(yōu)先數(shù)是在系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定的，一經(jīng)確定，在進(jìn)程運(yùn)行期間就不再改變。 第 29 頁 /89 進(jìn)程調(diào)度算法 ? 考慮進(jìn)程調(diào)度算法的因素有： 盡量提高資源利用率，減少 CPU空閑時(shí)間； 對一般作業(yè)采用較合理的平均響應(yīng)時(shí)間； 應(yīng)避免有的作業(yè)長期得不到響應(yīng)的情況。 第 28 頁 /89 進(jìn)程調(diào)度方式 剝奪方式 當(dāng)“重要”或“系統(tǒng)”的進(jìn)程出現(xiàn)時(shí)，便暫停正在執(zhí)行的進(jìn)程，立即將 CPU分配給“重要”或“系統(tǒng)” 的進(jìn)程 。 – 當(dāng) CPU空閑時(shí)，按一定的算法將 CPU分配給某一進(jìn)程、并確定 CPU時(shí)間片的長度。 第 27 頁 /89 4. 進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)及功能 ? 進(jìn)程調(diào)度任務(wù) – 按一定的算法，動(dòng)態(tài)地將處理器（ CPU）分配給就緒隊(duì)列中的某個(gè)進(jìn)程，使之執(zhí)行。 （ 3） 激活 （ 喚醒 ） 原語：將某進(jìn)程置為就緒狀態(tài) ， 等待 CPU。 （ 1） 創(chuàng)建原語：按進(jìn)程調(diào)用者提供的參數(shù) ， 形成 PCB。 線性表結(jié)構(gòu) PCB組織形式 鏈表結(jié)構(gòu) 第 25 頁 /89 PCB鏈表結(jié)構(gòu) 運(yùn)行隊(duì)列 就緒隊(duì)列 阻塞隊(duì)列 PCBr 隊(duì)頭 指針 PCBs PCBs+1 PCBs+2 PCBt PCBt+1 PCBt+2 唯一在運(yùn)行的 第 26 頁 /89 進(jìn)程控制的實(shí)現(xiàn) ?通過進(jìn)程控制原語 ?原語由若干條機(jī)器指令構(gòu)成的 ， 用以完成某一特定功能的一段程序 。 PCB中包括： 進(jìn)程名 進(jìn)程唯一的代號 進(jìn)程優(yōu)先級 標(biāo)明該進(jìn)程要求 CPU的迫切程度 進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài) 記錄進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài) 寄存器內(nèi)容 記錄中斷現(xiàn)場信息，以備恢復(fù)用 第 24 頁 /89 進(jìn)程控制塊 PCB的組織形式 為了便于對進(jìn)程調(diào)度管理，必須對進(jìn)程進(jìn)行合理的組織。 實(shí)際上，系統(tǒng)是通過 PCB對進(jìn)程進(jìn)行實(shí)際控制和管理的。 第 23 頁 /89 進(jìn)程控制塊 —— PCB ? 進(jìn)程控制塊 PCB是進(jìn)程的唯一標(biāo)識。 數(shù)據(jù)集合 它包括程序執(zhí)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)和工作區(qū)。 ? 為便于對進(jìn)程進(jìn)行管理，進(jìn)程具有特殊的構(gòu)成形式。 ? 這些都是進(jìn)程管理的問題。進(jìn)程自投入運(yùn)行時(shí)起，即交由進(jìn)程調(diào)度程序管理。 第 19 頁 /89 進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖 運(yùn)行狀態(tài) 阻塞狀態(tài) 就緒狀態(tài) 進(jìn)程調(diào)度 等待資源 時(shí)間用完 獲得資源 進(jìn)程調(diào)度 程序 來自作業(yè) 調(diào)度 交作業(yè) 管理 進(jìn)程在整個(gè)生存周期中，由進(jìn)程調(diào)度程序控制，在這 三種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 – 運(yùn)行狀態(tài) 進(jìn)程獲得了 CPU及其它一切所需資源，正在CPU上運(yùn)行著 ,也是 唯一 在運(yùn)行的。 – 就緒狀態(tài) 已經(jīng)獲得投入運(yùn)行所必需的一切資源，一旦分配到 CPU，就可以立即執(zhí)行。 PCB 程 序 數(shù) 據(jù) 第 18 頁 /89 進(jìn)程的狀態(tài) ? 進(jìn)程在其存在的過程中，它們的狀態(tài)是不斷發(fā)生變化的。 ?進(jìn)程的存在是暫時(shí)的，程序的存在是永久的。 4）制約性 由于計(jì)算機(jī)資源是有限的，不同進(jìn)程 共享 CPU和 I/O通道及設(shè)備，因此相 互制約。 2）并發(fā)性 在系統(tǒng)中可以同時(shí)存在多個(gè)進(jìn)程； OS同時(shí)接受和處理多個(gè)進(jìn)程。 ? 進(jìn)程管理是由程序管理進(jìn)化而來，是和程序管理密不可分的 。 處理器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要資源，所以它管理的好壞在很大程度上直接影響系統(tǒng)的效率?！?進(jìn)程 ”這個(gè)概念是 1966年美國麻省理工學(xué)院的 。因此，程序和計(jì)算間一一對應(yīng)的關(guān)系不復(fù)存在。 第 14 頁 /89 程序并發(fā)處理特征 —— 程序與計(jì)算結(jié)果不再一一對應(yīng) ? 程序在順序執(zhí)行時(shí)，程序與“ 計(jì)算 ”間有著一一對應(yīng)的關(guān)系。 ? 由于程序 A和程序 B都是以各自獨(dú)立的速度運(yùn)行，則因速度不同而結(jié)果