【正文】 )%n167。n167。v循環(huán)緩沖：167。v輸入指針 in：指示下一個(gè)可投放產(chǎn)品的緩沖區(qū)，每當(dāng)生產(chǎn)者進(jìn)程生產(chǎn)并投放一個(gè)產(chǎn)品后，輸入指針加 1。216。216。 臨界資源104v生產(chǎn)者 — 消費(fèi)者問題：216。103v許多硬件資源（打印機(jī)、磁帶機(jī)等）都屬于臨界資源（ Critical（ 3）流水線生產(chǎn)的各道工序是直接制約，各道工序間需要相互合作，每道工序的開始都依賴于前一道工序的完成。（ 1）若干同學(xué)去圖書館借書是間接制約，其中書是臨界資源。102補(bǔ)充例題? 進(jìn)程之間存在著哪幾種制約關(guān)系？各是什么原因引起的？下列活動(dòng)分別屬于哪種制約關(guān)系？（ 1）若干同學(xué)去圖書館借書；（ 2）兩隊(duì)舉行籃球比賽；（ 3）流水線生產(chǎn)的各道工序；（ 4）商品生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)。– 當(dāng)單緩沖 空 時(shí)，計(jì)算進(jìn)程 B因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞。? 例如，有 2個(gè)進(jìn)程 A和 B，如果在 A進(jìn)程提出打印請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)已將惟一的一臺(tái)打印機(jī)分配給了進(jìn)程 B，則此時(shí)進(jìn)程 A只能阻塞；一旦進(jìn)程 B將打印機(jī)釋放，則 A進(jìn)程才能由阻塞改為就緒狀態(tài)。（ 1）間接相互制約關(guān)系（ 2）直接相互制約關(guān)系100（ 1）間接相互制約關(guān)系? 同處于一個(gè)系統(tǒng)中的進(jìn)程，通常都共享著某種系統(tǒng)資源，如共享 CPU、共享 I/O設(shè)備等。97 進(jìn)程同步? 主要任務(wù)：對(duì)多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使并發(fā)執(zhí)行的諸進(jìn)程之間能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。 96 進(jìn)程同步? 在 OS中引入進(jìn)程后，雖然提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，但由于進(jìn)程的 異步性（ P38），也會(huì)給系統(tǒng)造成混亂，尤其是在它們爭(zhēng)用 臨界資源 時(shí)。? 進(jìn)程與程序的組成不同。? 一個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)程序，一個(gè)程序也可以構(gòu)成多個(gè)進(jìn)程。而程序是一組有序的指令集合，是一種靜態(tài)的概念。進(jìn)程的運(yùn)行實(shí)體是程序，離開程序的進(jìn)程沒有存在的意義。? 假如采用的是 搶占調(diào)度 策略，則每當(dāng)有新進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列時(shí)，應(yīng)檢查是否要進(jìn)行重新調(diào)度，即由調(diào)度程序?qū)⒈患せ钸M(jìn)程與當(dāng)前進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的比較，如果被激活進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)更低，就不必重新調(diào)度；否則，立即剝奪當(dāng)前進(jìn)程的運(yùn)行，把處理機(jī)分配給剛被激活的進(jìn)程。這時(shí)，系統(tǒng)將利用 Active()原語將指定進(jìn)程激活。 942.為了方便用戶或父進(jìn)程考查該進(jìn)程的運(yùn)行情況而 把該進(jìn)程的 PCB復(fù)制到某指定的內(nèi)存區(qū)域 。進(jìn)程的激活過程931. 進(jìn)程的掛起? 當(dāng)出現(xiàn)了引起進(jìn)程掛起的事件時(shí)，比如，用戶進(jìn)程請(qǐng)求將自己掛起，或父進(jìn)程請(qǐng)求將利用掛起原語 Suspend()將指定進(jìn)程或處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程掛起。921.喚醒原語執(zhí)行的過程：首先把被阻塞的進(jìn)程從等待該事件的阻塞隊(duì)列中移出，將其 PCB中的現(xiàn)行狀態(tài)由阻塞改為就緒，然后再將該 PCB插入到就緒隊(duì)列中。? 最后，轉(zhuǎn)調(diào)度程序進(jìn)行重新調(diào)度，將處理機(jī)分配給另一就緒進(jìn)程并進(jìn)行切換，亦即，保留被阻塞進(jìn)程的處理機(jī)狀態(tài)，再按 新進(jìn)程的 PCB中的處理機(jī)狀態(tài) 設(shè)置 CPU環(huán)境 。? 進(jìn)入 block過程后，由于此時(shí)該進(jìn)程還處于執(zhí)行狀態(tài)，所以應(yīng)先立即停止執(zhí)行，把 PCB中的現(xiàn)行狀態(tài)由 “執(zhí)行 ”改為 “阻塞 ”，并將 PCB插入阻塞隊(duì)列。902. 進(jìn)程阻塞過程? 正在執(zhí)行的進(jìn)程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述某事件時(shí)，由于無法繼續(xù)執(zhí)行，于是進(jìn)程便通過調(diào)用 阻塞原語 Block()把自己阻塞。894）無新工作可做? 系統(tǒng)往往設(shè)置一些具有某特定功能的 系統(tǒng)進(jìn)程 ，每當(dāng)這種進(jìn)程完成任務(wù)后，便把自己阻塞起來以等待新任務(wù)到來。? 例如，有兩個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程 A用于輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)程 B對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。在 I/O操作完成后，再由 中斷處理程序 或 中斷進(jìn)程將該進(jìn)程 喚醒 。872）啟動(dòng)某種操作? 當(dāng)進(jìn)程啟動(dòng)某種操作后，如果該進(jìn)程必須在該操作完成之后才能繼續(xù)執(zhí)行，則必須先使該進(jìn)程阻塞，以等待該操作完成。進(jìn)程喚醒過程851. 引起進(jìn)程阻塞和喚醒的事件1）請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)2）啟動(dòng)某種操作3）新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)4）無新工作可做861）請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)? 當(dāng)正在執(zhí)行的進(jìn)程請(qǐng)求 OS提供服務(wù)時(shí)，由于某種原因， OS并不立即滿足該進(jìn)程的要求時(shí)，該進(jìn)程只能轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)來等待。引起進(jìn)程阻塞和喚醒的事件2.（ 5）將被終止進(jìn)程（ PCB）從所在隊(duì)列（鏈表）中移出，等待其他程序來搜集信息。832. 進(jìn)程的終止過程（ 3）若該進(jìn)程還有子孫進(jìn)程，還應(yīng)將其所有子進(jìn)程予以終止，以防它們成為不可控的進(jìn)程。（ 1）根據(jù)被終止進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符，從 PCB集合中檢索出該進(jìn)程的 PCB，從中讀出該進(jìn)程的 狀態(tài) 。當(dāng)父進(jìn)程終止時(shí)， OS也將它的所有子孫進(jìn)程終止。由于父進(jìn)程具有終止自己的任何子孫進(jìn)程的權(quán)力，因而當(dāng)父進(jìn)程提出終止該進(jìn)程（子孫進(jìn)程）的請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)將終止該進(jìn)程（子孫進(jìn)程）。由于某種原因，例如，發(fā)生了死鎖，由操作員或 OS終止該進(jìn)程。813）外界干預(yù)? 外界干預(yù)并非指在本進(jìn)程運(yùn)行中出現(xiàn)了異常事件，而是指進(jìn)程應(yīng)外界的請(qǐng)求而終止運(yùn)行。– I/O故障。– 算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)。– 等待超時(shí)。– 運(yùn)行超時(shí)。– 特權(quán)指令錯(cuò)。出現(xiàn)該錯(cuò)誤的原因，可能是程序錯(cuò)誤地轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)區(qū)，把數(shù)據(jù)當(dāng)成了指令。– 非法指令。– 保護(hù)錯(cuò)。– 越界錯(cuò)誤。 off去表示進(jìn)程運(yùn)行完畢，此時(shí)同樣可產(chǎn)生一個(gè)中斷，去通知 OS進(jìn)程已運(yùn)行完畢。當(dāng)程序運(yùn)行到 Holt指令時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè) 中斷 ，去 通知OS本進(jìn)程已經(jīng)完成。進(jìn)程的終止過程（進(jìn)程終止原語）771. 引起進(jìn)程終止的事件1）正常結(jié)束2）異常結(jié)束3）外界干預(yù)781）正常結(jié)束? 在任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都應(yīng)有一個(gè)用于表示進(jìn)程已經(jīng)運(yùn)行完成的指示。76 進(jìn)程的終止1.如新進(jìn)程要共享某個(gè)已在內(nèi)存的地址空間，則必須建立相應(yīng)鏈表。若是應(yīng)用進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程，也應(yīng)是在該進(jìn)程提出創(chuàng)建進(jìn)程的請(qǐng)求中給出所需內(nèi)存的大小。顯然，此時(shí) OS必須知道新進(jìn)程所需內(nèi)存的大小。（ 1）申請(qǐng)空白 PCB（ 2）為新進(jìn)程分配資源（ 3）初始化 PCB（ 4）將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列72（ 1）申請(qǐng)空白 PCB? 為新進(jìn)程申請(qǐng)獲得惟一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，并從 PCB集合中索取一個(gè)空白PCB。該應(yīng)用進(jìn)程為使這幾個(gè)操作能并發(fā)執(zhí)行，以加速任務(wù)的完成，可以分別建立鍵盤輸入進(jìn)程、 數(shù)據(jù)處理進(jìn)程、 表格輸出進(jìn)程等。702. 引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件（ 4）應(yīng)用請(qǐng)求（由應(yīng)用進(jìn)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(gè)新進(jìn)程；此處則是基于應(yīng)用進(jìn)程的需求，由它自己創(chuàng)建 一個(gè) 新進(jìn)程，以便使新進(jìn)程以并發(fā)運(yùn)行方式完成特定任務(wù)。692. 引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件（ 3）提供服務(wù)（由系統(tǒng)內(nèi)核創(chuàng)建新進(jìn)程）– 當(dāng)運(yùn)行中的用戶程序提出某種請(qǐng)求后，系統(tǒng)將專門創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程來提供用戶所需要的服務(wù)。682. 引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件（ 1）用戶登錄（由系統(tǒng)內(nèi)核創(chuàng)建新進(jìn)程）– 在 分時(shí)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(gè)進(jìn)程，并將它插入就緒隊(duì)列中。? 進(jìn)程：結(jié)點(diǎn)? 父進(jìn)程：在進(jìn)程 D創(chuàng)建了進(jìn)程 I后，稱 D是 I的父進(jìn)程? 子進(jìn)程： I是 D的子進(jìn)程? 祖父進(jìn)程? 祖先：樹的根節(jié)點(diǎn)是進(jìn)程家族的祖先66AB CD E F G HL MI J K1. 進(jìn)程圖? 繼承（資源）– 子進(jìn)程可以繼承父進(jìn)程所擁有的資源（打開的文件、緩沖區(qū)等）– 當(dāng)子進(jìn)程被撤消時(shí)，應(yīng)將從父進(jìn)程那里獲得的資源歸還給父進(jìn)程– 在撤消父進(jìn)程時(shí)，也必須同時(shí)撤消其所有的子進(jìn)程– 為了標(biāo)識(shí)進(jìn)程之間的家族關(guān)系，在 PCB中都設(shè)置了家族關(guān)系表項(xiàng)，以標(biāo)明自己的父進(jìn)程及所有的子進(jìn)程672. 引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件? 在多道程序環(huán)境中，只有進(jìn)程才能在系統(tǒng)中運(yùn)行。引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件3.進(jìn)程的阻塞與喚醒64 進(jìn)程的創(chuàng)建1.進(jìn)程的創(chuàng)建? 原語的作用是為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的通信和控制，系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程的控制如不使用原語，就會(huì)造成其狀態(tài)的不確定性，從而達(dá)不到進(jìn)程控制的目的。它是一個(gè)不可分割的基本單位，因此在執(zhí)行過程中不允許被中斷。Operation）。62 進(jìn)程控制? 原語（ Primitive）：由若干條指令組成，完成一定功能的一個(gè)過程。– 創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程– 終止一個(gè)已完成的進(jìn)程– 終止一個(gè)因出現(xiàn)某事件而無法運(yùn)行下去的進(jìn)程– 負(fù)責(zé)進(jìn)程運(yùn)行中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換? 當(dāng)一個(gè)正在執(zhí)行的進(jìn)程因等待某事件而暫時(shí)不能繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，將其轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)? 當(dāng)該進(jìn)程所期待的事件出現(xiàn)時(shí)，又將該進(jìn)程轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)等等。6PCB4PCB2PCB9 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PCB7 9PCB5 0PCB3 0PCB1 4PCB– 根據(jù)阻塞原因把處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程的PCB排成等待 I/O操作完成的隊(duì)列和等待分配內(nèi)存的隊(duì)列等。這樣，可以形成就緒隊(duì)列、若干阻塞隊(duì)列、空白隊(duì)列等。56進(jìn)程控制信息? 程序和數(shù)據(jù)的地址：指進(jìn)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(jìn)程執(zhí)行時(shí)，能從 PCB中找到程序和數(shù)據(jù)；? 進(jìn)程同步和通信機(jī)制：指實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步和進(jìn)程通信時(shí)必需的機(jī)制，如 消息隊(duì)列指針 （ P19）、信號(hào)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(jìn)程所需的全部資源及已經(jīng)分配到該進(jìn)程的資源的清單；? 鏈接指針：給出了本進(jìn)程（ PCB）所在隊(duì)列中的下一個(gè)進(jìn)程的 PCB的首地址。54處理機(jī)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(jī)中，有 8~32個(gè)寄存器，在 RISC結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中可超過 100個(gè)；– 指令計(jì)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(biāo)志等；– 用戶棧指針：指每個(gè)用戶進(jìn)程都有一個(gè)或若干個(gè)與之相關(guān)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。處理機(jī)在運(yùn)行時(shí)，許多信息都放在寄存器中。此外，還可設(shè)置用戶標(biāo)識(shí)，以指示擁有該進(jìn)程的用戶。– 外部標(biāo)識(shí)符：創(chuàng)建者提供，通常由字母、數(shù)字組成，往往是由用戶（進(jìn)程）在訪問該進(jìn)程時(shí)使用。? 一個(gè)進(jìn)程通常有兩種標(biāo)識(shí)符：– 內(nèi)部標(biāo)識(shí)符： OS中為每個(gè)進(jìn)程賦予惟一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，它通常是一個(gè)進(jìn)程的序號(hào)。– Windows用執(zhí)行體進(jìn)程塊 (EPROCESS)來表示進(jìn)程對(duì)象的基本屬性。50PCB常駐內(nèi)存? 系統(tǒng)將所有的 PCB組織成若干鏈表（或隊(duì)列），存放在 OS中專門開辟的 PCB區(qū)內(nèi)。? PCB可以被 OS的多個(gè)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。– 當(dāng) OS要調(diào)度某進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，要從該進(jìn)程的 PCB中查出其現(xiàn)行狀態(tài)及優(yōu)先級(jí)；– 在調(diào)度到某進(jìn)程后，要根據(jù)其 PCB中所保存的處理機(jī)狀態(tài)信息，設(shè)置該進(jìn)程恢復(fù)運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)，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(jìn)程在執(zhí)行過程中，當(dāng)需要和與之合作的進(jìn)程實(shí)現(xiàn)同步、通信或訪問文件時(shí)，也都需要訪問 PCB；– 當(dāng)進(jìn)程由于某種原因而暫停執(zhí)行時(shí)，又須將其斷點(diǎn)的處理機(jī)環(huán)境保存在 PCB中。? PCB的作用：使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序（含數(shù)據(jù)），成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。46 PCB進(jìn)程控制塊的作用進(jìn)程控制塊中的信息進(jìn)程控制塊的組織方式47 PCB的作用? 為了描述和控制進(jìn)程的運(yùn)行，系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程定義了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ——PCB ， PCB是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是 OS中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3. 創(chuàng)建 ?靜止就緒：考慮到系統(tǒng)當(dāng)前資源狀況和性能要求，并不分配給新建進(jìn)程所需資源，主要是主存資源，相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)程將進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)為靜止就緒狀態(tài)，對(duì)換到外存，不再參與調(diào)度，此時(shí)進(jìn)程創(chuàng)建工作尚未完成。一旦其他進(jìn)程完成了對(duì)終止?fàn)顟B(tài)進(jìn)程的信息提取之后， OS將刪除該進(jìn)程。41? 當(dāng)進(jìn)程已經(jīng)正常結(jié)束或異常結(jié)束， OS已將它從就緒隊(duì)列中移出，但尚未將它撤消時(shí)的狀態(tài)。– 增加了管理的靈活性， OS可以根據(jù)系統(tǒng)性能或主存容量的限制，推遲創(chuàng)建狀態(tài)進(jìn)程的提交。39創(chuàng)建（ New）狀態(tài)? 創(chuàng)建進(jìn)程的步驟– 為新進(jìn)程創(chuàng)建 PCB，并填寫必要的管理信息– 把該進(jìn)程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)并插入就緒隊(duì)列? 當(dāng)一個(gè)新進(jìn)程被創(chuàng)建時(shí)，系統(tǒng)已為其分配了 PCB，填寫了進(jìn)程標(biāo)識(shí)等信息，但由于該進(jìn)程所必需的資源或其他信息，如主存資源尚未分配等，即創(chuàng)建工作尚未完成，進(jìn)程還不能被調(diào)度運(yùn)行，其