【正文】 (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) 。 由于父進(jìn)程具有終止自己的任何子孫進(jìn)程的權(quán)利 ， 因而當(dāng)父進(jìn)程提出請(qǐng)求時(shí) ， 系統(tǒng)將終止該進(jìn)程； ③ 父進(jìn)程終止 。 這些干預(yù)有： ① 操作員或操作系統(tǒng)干預(yù) 。 這是指在 I/O過程中發(fā)生了錯(cuò)誤等 。 進(jìn)程等待某事件的時(shí)間 ， 超過了規(guī)定的最大值；⑦ 算術(shù)運(yùn)算錯(cuò) 。 用戶進(jìn)程試圖去執(zhí)行一條只允許 OS執(zhí)行的指令； ⑤ 運(yùn)行超時(shí) 。 程序試圖去執(zhí)行一條不存在的指令 。 這是指程序所訪問的存儲(chǔ)區(qū) ， 已越出該進(jìn)程的區(qū)域； ② 保護(hù)錯(cuò) 。 2) 在進(jìn)程運(yùn)行期間 ， 由于出現(xiàn)某些錯(cuò)誤和故障而迫使進(jìn)程終止 。 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 。 2 進(jìn)程的終止 1. 引起進(jìn)程終止 (Termination of Process) 1) 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 。 (3) 初始化進(jìn)程控制塊。 3. 進(jìn)程的創(chuàng)建 (Creation of Progress) (1)申請(qǐng)空白 PCB。 (3) 提供服務(wù)。 3. 進(jìn)程控制塊的組織方式 1) 鏈接方式 圖 27 PCB鏈接隊(duì)列示意圖 P C B 1 4P C B 2P C B 3P C B 4P C B 5P C B 6P C B 7P C B 8P C B 93087901執(zhí)行指針就 緒 隊(duì) 列指 針阻 塞 隊(duì) 列指 針空 閑 隊(duì) 列指 針…2) 索引方式 圖 28 按索引方式組織 PCB 執(zhí)行指針就緒索引表P C B 1P C B 2P C B 3P C B 4P C B 5P C B 6P C B 7阻塞索引表就緒表指針阻塞表指針2 進(jìn) 程 控 制 1 進(jìn)程的創(chuàng)建 1. 進(jìn)程圖 (Process Graph) 圖 29 進(jìn)程樹 D E F G HB CI J K L MA 引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件 (1) 用戶登錄。 3) 在 PCB中還存放一些與進(jìn)程調(diào)度和進(jìn)程對(duì)換有關(guān)的信息 ， 包括： ① 進(jìn)程狀態(tài) ， 指明進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài) ， 作為進(jìn)程調(diào)度和對(duì)換時(shí)的依據(jù)； ② 進(jìn)程優(yōu)先級(jí) ， 用于描述進(jìn)程使用處理機(jī)的優(yōu)先級(jí)別的一個(gè)整數(shù) ， 優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程應(yīng)優(yōu)先獲得處理機(jī)； ③ 進(jìn)程調(diào)度所需的其它信息 ， 它們與所采用的進(jìn)程調(diào)度算法有關(guān) ， 比如 ， 進(jìn)程已等待 CPU的時(shí)間總和 、 進(jìn)程已執(zhí)行的時(shí)間總和等； ④ 事件 ， 是指進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)所等待發(fā)生的事件 ， 即阻塞原因 。 ① 通用寄存器 ， 又稱為用戶可視寄存器 ， 它們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)通用寄存器 ， 在 RISC結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中可超過 100 個(gè)； ② 指令計(jì)數(shù)器 ， 其中存放了要訪問的下一條指令的地址； ③ 程序狀態(tài)字 PSW， 其中含有狀態(tài)信息 ， 如條件碼 、執(zhí)行方式 、 中斷屏蔽標(biāo)志等； ④ 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 。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 。 它由創(chuàng)建者提供 ， 通常是由字母 、 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 。 設(shè)置內(nèi)部標(biāo)識(shí)符主要是為了方便系統(tǒng)使用 。 一個(gè)進(jìn)程通常 (1) 內(nèi)部標(biāo)識(shí)符 。 或者說 ， OS是根據(jù) PCB來對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的 。 (4) 靜止阻塞 → 活動(dòng)阻塞。 (2) 活動(dòng)阻塞 → 靜止阻塞。 (4) 操作系統(tǒng)的需要。 (2) 父進(jìn)程請(qǐng)求。 在引入了進(jìn)程實(shí)體的概念后 ， 我們可以把傳統(tǒng) OS中的進(jìn)程定義為： “ 進(jìn)程是進(jìn)程實(shí)體的運(yùn)行過程 ， 是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位 ” 。 (2) 進(jìn)程是一個(gè)程序及其數(shù)據(jù)在處理機(jī)上順序執(zhí)行時(shí)所發(fā)生的活動(dòng) 。 (3) N∶ =N+1在 Print(N)和 N∶ =0之間 ， 此時(shí)得到的 N值分別為 n, n+1, 0。 (1) N∶ =N+1在 Print(N)和 N∶ =0之前 ， 此時(shí)得到的 N值分別為 n+1, n+1, 0。 程序 A每執(zhí)行一次時(shí) ， 都要做 N∶ =N+1操作；程序 B每執(zhí)行一次時(shí) ， 都要執(zhí)行 Print(N)操作 ， 然后再將 N置成 “ 0”。 Ii→C i→P i和 S1→S 2→S 3 圖 22 前趨圖 P1P3P8P9P4P2P5P6P7S1S2S3( a ) 具有九個(gè)結(jié)點(diǎn)的前趨圖 ( b ) 具有循環(huán)的前趨圖對(duì)于圖 22(a)所示的前趨圖， 存在下述前趨關(guān)系： P1→P 2, P1→P 3, P1→P 4, P2→P 5, P3→P 5, P4→P 6, P4→P 7, P5→P 8, P6→P 8, P7→P 9, P8→P 9 P={P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9} →={ (P1, P2), (P1, P3), (P1, P4), (P2, P5), (P3, P5), (P4, P6), (P4, P7), (P5, P8), (P6, P8), (P7, P9), (P8, P9)} 應(yīng)當(dāng)注意 ， 前趨圖中必須不存在循環(huán) ， 但在圖 22(b)中卻有著 S2→S 3, S3→S 2 程序的并發(fā)執(zhí)行及其特征 1. 程序的并發(fā)執(zhí)行 圖 23 并發(fā)執(zhí)行時(shí)的前趨圖 P1P2P3P4I1I2I3I4C1C2C3C4 Ii→C i， Ii→I i+1, Ci→P i, Ci→C i+1， Pi→P i+1 而 Ii+1和 Ci及 Pi1是重迭的 ， 亦即在 Pi1和 Ci以及 Ii+1之間 ， 可以并發(fā)執(zhí)行 。 在前趨圖中 ， 把沒有前趨的結(jié)點(diǎn)稱為初始結(jié)點(diǎn)(Initial Node)， 把沒有后繼的結(jié)點(diǎn)稱為終止結(jié)點(diǎn) (Final Node)。 圖中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)可用于描述一個(gè)程序段或進(jìn)程 ， 乃至一條語句；結(jié)點(diǎn)間的有向邊則用于表示兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間存在的偏序 (Partial Order)或前趨關(guān)系 (Precedence Relation)“→ ”。 S3: c ∶ =b+1。 S1: a ∶ =x+y。進(jìn)程管理 1 進(jìn)程的基本概念 2 進(jìn)程控制 3 進(jìn)程同步 4 經(jīng)典進(jìn)程的同步問題 5 管程機(jī)制 6 進(jìn)程通信 7 線程 1 進(jìn)程的基本概念 程序的順序執(zhí)行及其特征 1. 程序的順序執(zhí)行 僅當(dāng)前一操作 (程序段 )執(zhí)行完后 ， 才能執(zhí)行后繼操作 。例如 ， 在進(jìn)行計(jì)算時(shí) ， 總須先輸入用戶的程序和數(shù)據(jù) ， 然后進(jìn)行計(jì)算 ， 最后才能打印計(jì)算結(jié)果 。 S2: b ∶ =a5。 圖 21 程序的順序執(zhí)行 ( a ) 程序的順序執(zhí)行 ( b ) 三條語句的順序執(zhí)行I 1 C 1 P 1 I 2 C 2 P 2 S 1 S 2 S 3 程序順序執(zhí)行時(shí)的特征 (1) 順序性： (2) 封閉性： (3) 可再現(xiàn)性： 前趨圖 前趨圖 (Precedence Graph)是一個(gè)有向無循環(huán)圖 ， 記為DAG(Directed Acyclic Graph)， 用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系 。 → ={(Pi, Pj)|Pi must plete before Pj may start}, 如果 (Pi, Pj)∈ →, 可寫成 Pi→P j， 稱 Pi是 Pj的直接前趨 ， 而稱 Pj是 Pi的直接后繼 。 每個(gè)結(jié)點(diǎn)還具有一個(gè)重量 (Weight)， 用于表示該結(jié)點(diǎn)所含有的程序量或結(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間 。 S1: a∶ =x+2 S2: b∶ =y+4 S3: c∶ =a+b S4: d∶ =c+b 圖 24 四條語句的前趨關(guān)系 S1S2S3S4 程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的特征 1) 間斷性 2) 失去封閉性 3) 不可再現(xiàn)性 例如 ， 有兩個(gè)循環(huán)程序 A和 B， 它們共享一個(gè)變量 N。 程序 A和B以不同的速度運(yùn)行 。 (2) N∶ =N+1在 Print(N)和 N∶ =0之后 ， 此時(shí)得到的 N值分別為 n, 0, 1。 進(jìn)程的特征與狀態(tài) 1. 進(jìn)程的特征和定義 1) 結(jié)構(gòu)特征 2) 動(dòng)態(tài)性 3) 并發(fā)性 4) 5) 異步性 (1) 進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行 。 (3) 進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過程 ， 它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位 。 進(jìn)程的三種基本狀態(tài) 1) 就緒 (Ready)狀態(tài) 2) 3) 阻塞狀態(tài) 圖 25 進(jìn)程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 就緒阻塞 執(zhí)行時(shí)間片完進(jìn)程調(diào)度I / O 完成I / O 請(qǐng)求3. 1) 引入掛起狀態(tài)的原因 (1) 終端用戶的請(qǐng)求。 (3) 負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要。 2) 進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 (1) 活動(dòng)就緒 → 靜止就緒。 (3) 靜止就緒 → 活動(dòng)就緒。 圖 26 具有掛起狀態(tài)的進(jìn)程狀態(tài)圖 活動(dòng)就緒靜止就緒執(zhí)行掛起激活釋放掛起活動(dòng)阻塞靜止阻塞掛起激活釋放請(qǐng)求I/O 進(jìn)程控制塊 1. 進(jìn)程控制塊的作用 進(jìn)程控制塊的作用是使一個(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)能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程 。 進(jìn)程控制塊中的信息 1) 進(jìn)程標(biāo)識(shí)符用于惟一地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程 。 在所有的操作系統(tǒng)中 ， 都為每一個(gè)進(jìn) 程賦予一個(gè)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) 。 (2) 外部標(biāo)識(shí)符 。 為了描述進(jìn)程的家族關(guān)系 ， 還應(yīng)設(shè)置父進(jìn)程標(biāo)識(shí)及子進(jìn)程標(biāo)識(shí) 。 2) 處理機(jī)狀態(tài)信息主要是由處理機(jī)的各種寄存器中的內(nèi)容組成的 。 棧指針指向該棧的棧頂 。 4) 進(jìn)程控制信息包括： ① 程序和數(shù)據(jù)的地址 ， 是指進(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中找到其程序和數(shù)據(jù)； ② 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 、 信號(hào)量等 ， 它們可能全部或部分地放在 PCB中； ③ 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；④ 鏈接指針 ， 它給出了本進(jìn)程 (PCB)所在隊(duì)列中的下一個(gè)進(jìn)程的 PCB的首地址 。 (2) 作業(yè)調(diào)度。 (4) 應(yīng)用請(qǐng)求。 (2) 為新進(jìn)程分配資源。 (4) 將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列，如果進(jìn)程就緒隊(duì)列能夠接納新進(jìn)程， 便將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列。 例如 ， 在批處理系統(tǒng)中 ， 通常在程序的最后安排一條 Holt指令或終止的系統(tǒng)調(diào)用 。 在分時(shí)系統(tǒng)中 ， 用戶可利用 Logs 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 。 這類異常事件很多 ， 常見的有： ① 越界錯(cuò)誤 。 進(jìn)程試圖去訪問一個(gè)不允許訪問的資源或文件 ， 或者以不適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行訪問 ， 例如 ， 進(jìn)程試圖去寫一個(gè)只讀文件； ③ 非法指令 。 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；④ 特權(quán)指令錯(cuò) 。 進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間超過了指定的最大值； ⑥ 等待超時(shí) 。 進(jìn)程試圖去執(zhí)行一個(gè)被禁止的運(yùn)算 ， 例如 ，被 0除； ⑧ I/O故障 。 3) 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 。 由于某種原因 ， 例如 ， 發(fā)生了死鎖 ， 由操作員或操作系統(tǒng)終止該進(jìn)程；