【正文】 不同。 N： = 0 cobegin begin begin L1： program A L2： program B N := N + 1 print N goto L1 N :=0 end goto L2 coend end end 并發(fā)程序段 A 并發(fā)程序段 B 加 1 打印 清零 第 13 頁 /89 程序并發(fā)處理特征 —— 失去了程序的封閉性 分析： ? 若先執(zhí)行程序 A， N值大于 0；再執(zhí)行程序 B時，先輸出一個大于 0的 N值，然后， N值變?yōu)?0。 ? 在多道程序處理環(huán)境下，并發(fā)處理機(jī)制中必然存在著直接或間接的相互依賴和相互制約的關(guān)系，從而使被處理的多道程序失去了程序固有的特性： 封閉性 、可再現(xiàn)性 。 ? 由于多道程序具有 并發(fā) 的特點(diǎn)，在任一時刻，系統(tǒng)內(nèi)部（內(nèi)存）同時運(yùn)行著多個程序；受系統(tǒng)資源的制約，每個程序處理過程的行為是不確定的（系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)因此而不同）。 – 可再現(xiàn)性 只要初始條件相同，無論以何種方式、速度、重復(fù)執(zhí)行多少次，結(jié)果是相同的。 ? 單個程序的特性： – 順序性 操作按程序規(guī)定的順序執(zhí)行。在早期單道程序系統(tǒng)中，作業(yè)執(zhí)行流為： 作業(yè) 1 I1 C1 P1 作業(yè) 2 I2 C2 P2 作業(yè) n In Cn Pn 作 業(yè) 執(zhí) 行 順 序 第 8 頁 /89 單道程序處理及特性 ? 一次只處理一個程序。這些邏輯關(guān)系（順序）是不能隨意改變的。 第 6 頁 /89 程序順序執(zhí)行舉例一 設(shè)有一個程序有三個程序段，分別執(zhí)行 I（輸入）、 C（計算）和 P（輸出）操作。第 1 頁 /89 教學(xué)目標(biāo) ? 了解處理器管理的基本概念及功能 ? 理解進(jìn)程的概念及作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度方法 ? 了解用戶接口的概念及功能 第 2 頁 /89 教學(xué)內(nèi)容 （一）基本概念 特權(quán)指令 管態(tài) 目態(tài) P129 ? 進(jìn)程、 程序的關(guān)系和區(qū)別 ? 進(jìn)程 的類型、性質(zhì)和狀態(tài) ? 進(jìn)程調(diào)度的策略和常用算法 靜、動態(tài)優(yōu)先數(shù)法、輪轉(zhuǎn)法、分級調(diào)度法 ? 進(jìn)程的控制與管理 ——進(jìn)程控制塊 PCB （二）進(jìn)程的同步與互斥 （三）死鎖 (四 ) 作業(yè)管理與控制 第 3 頁 /89 教學(xué)內(nèi)容及本單元涉及的章節(jié) ? 處理器管理 ? 操作系統(tǒng)的用戶接口 第 4 頁 /89 一、基本概念 ? 程序 – 單道程序、多道程序、順序程序、并發(fā)程序 – 順序程序與并發(fā)程序的特征 ? 進(jìn)程 – 進(jìn)程的特征、性質(zhì)、狀態(tài)及轉(zhuǎn)換 – 進(jìn)程控制 – 進(jìn)程調(diào)度 第 5 頁 /89 程序的有關(guān)概念 程序 （ Program） 是為解決某個問題用計算機(jī)語言或命令設(shè)計、 編寫的一系列指令的有序集合。 程序的順序執(zhí)行 一個程序通常分為若干個具有一定獨(dú)立性的程序段，這些程序段是按邏輯步驟編排的，只有當(dāng)當(dāng)前程序段執(zhí)行完成后，才將控制權(quán)轉(zhuǎn)交到下一個程序段并執(zhí)行下一個程序段 。 執(zhí)行順序為： I C P 只有‘輸入’了數(shù)據(jù) ，才能‘計算’這些數(shù)據(jù)，也只有‘計算’產(chǎn)生了結(jié)果，才能‘輸出’它們。 結(jié)果 數(shù)據(jù) 第 7 頁 /89 程序順序執(zhí)行舉例二 假設(shè)有 n個作業(yè)，每個作業(yè)都由三個程序段：輸入段 Ii、計算段 Ci、輸出段 Pi。 該程序獨(dú)享系統(tǒng)資源。 – 封閉性 程序在執(zhí)行過程中獨(dú)享系統(tǒng)資源，不受外界因素的干擾和影響。 第 9 頁 /89 多道程序處理及特性 ? 同時將多個程序裝入內(nèi)存，并同時處理它們，整個系統(tǒng)資源為多個程序共享。 輸 入 計 算 ? ? ? ? ? ? ? 計 算 計 算 打 印 ? ? ? ? ? ? 計 算 打 印 A (優(yōu)先級高） C A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 多 道 程 序 并 行 運(yùn) 行 示 意 圖 A1 輸 入 B1 C1 打 印 OS B2 OS B3 打 印 A2 CPU OS CPU C2 CPU CPU CPU CPU CPU B 程序并發(fā)執(zhí)行舉例 第 11 頁 /89 單道和多道程序處理的區(qū)別 ? 在單道程序處理環(huán)境下，各邏輯步驟之間的關(guān)系是確定的、不受外界影響而改變的。 第 12 頁 /89 程序并發(fā)處理特征 失去了程序的封閉性，請分析下列程序 begin 用 cobegin和 coend表示程 N: integer 序能并發(fā)執(zhí)行。 ? 若先執(zhí)行程序 B， N值等于 0，先輸出一個 0的 N值；再執(zhí)行程序 A時， N值變?yōu)?1。所以并發(fā)執(zhí)行程序失去了順序程序的封閉性。 ? 在并發(fā)執(zhí)行時，一個共享程序可為多個用戶作業(yè)調(diào)度，而使程序處于多個執(zhí)行中，從而形成了多個“ 計算 ”。 ? 如何表示并發(fā)程序的特性？ 第 15 頁 /89 進(jìn)程及有關(guān)概念 進(jìn)程 （ Process） 就是程序的一次執(zhí)行過程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個獨(dú)立單位。 ? 處理器（ CPU）管理又稱處理器調(diào)度 。 ? 處理器管理又分兩級： 作業(yè)調(diào)度 和 進(jìn)程調(diào)度 。 作業(yè)調(diào)度 見本 PPT87 第 16 頁 /89 進(jìn)程的性質(zhì) 1）動態(tài)性 進(jìn)程有自己的生命周期。 3）異步性 不同進(jìn)程在邏輯上相互獨(dú)立，有各自 的運(yùn)行“軌跡”。 第 17 頁 /89 進(jìn)程與程序的區(qū)別 ?進(jìn)程是動態(tài)概念，程序是靜止概念。 ?如果程序是劇本，那么表演過程就是進(jìn)程；如果程序是菜譜，那么烹調(diào)過程就是進(jìn)程 ； 電影膠片呢 ?通過多次執(zhí)行，一個程序可對應(yīng)多個進(jìn)程；通過調(diào)用關(guān)系，一個進(jìn)程可包括多個程序 (父進(jìn)程和子進(jìn)程） ?進(jìn)程在結(jié)構(gòu)上是由程序、數(shù)據(jù)集、進(jìn)程控制塊（ PCB）三部分組成的。一般來說，進(jìn)程有三種基本狀態(tài)：就緒狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、等待狀態(tài)。這是一種邏輯上可運(yùn)行狀態(tài)（“萬事 俱 備，只欠東風(fēng)”）。 – 阻塞狀態(tài) 由于資源得不到滿足，進(jìn)程運(yùn)行受阻，處于暫停狀態(tài)，等待資源分配后，再投入運(yùn)行。 第 20 頁 /89 進(jìn)程管理 ? 進(jìn)程管理的核心是進(jìn)程的 控制 和 調(diào)度 。 ? 根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)選擇怎樣的進(jìn)程投入運(yùn)行？如何管理不同類型進(jìn)程的資源？ 采用什么策略進(jìn)行分配資源？ … 。 第 21 頁 /89 進(jìn)程控制 ? 進(jìn)程控制的職責(zé)是對系統(tǒng)中全部進(jìn)程實行有效的管理；它應(yīng)該具有 創(chuàng)建進(jìn)程、撤消進(jìn)程、改變進(jìn)程狀態(tài) 的能力。 PCB 程 序 數(shù) 據(jù) 進(jìn)程 名 優(yōu)先 數(shù) 當(dāng)前狀態(tài) 寄存器內(nèi)容 ……… 指向下一個 PCB PCB ?說明信息 ?保留信息 第 22 頁 /89 進(jìn)程的組成 ? 進(jìn)程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過程，它由三部分組成： 程序 它主要用于描述進(jìn)程所要完成的功能。 進(jìn)程控制塊 （ PCB—— Process Control Block) 它記錄進(jìn)程控制信息，是進(jìn)程動態(tài)特性的反映 。當(dāng)創(chuàng)建一個新進(jìn)程時，系統(tǒng)就建立一個 PCB；它記錄和描述該進(jìn)程的運(yùn)行變化過程及參數(shù)變化。通過感知 PCB，感知進(jìn)程的存在。進(jìn)程控制塊 PCB是定長記錄（類似于 UNIX中的 i索引結(jié)點(diǎn)表），采用兩種組織方式。 原語在執(zhí)行期間是 不可分割 的 。 （ 2） 掛起 （ 阻塞 ） 原語：