(1.2)--第2章计算机操作系统操作系统原理.ppt

第第2章章 处理器管理处理器管理 处处处处理理理理器器器器（CPUCPU）是是是是计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统最最最最重重重重要要要要的的的的资资资资源源源源。计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统的的的的功功功功能能能能是是是是通通通通过过过过CPUCPU运运运运行行行行程程程程序序序序指指指指令令令令来来来来体体体体现现现现，计计计计算算算算机机机机的的的的工工工工作作作作方方方方式式式式主主主主要要要要由由由由CPUCPU的工作方式决定，的工作方式决定，的工作方式决定，的工作方式决定，CPUCPU管理成为操作系统的核心功能。管理成为操作系统的核心功能。管理成为操作系统的核心功能。管理成为操作系统的核心功能。为为为为了了了了提提提提高高高高CPUCPU的的的的利利利利用用用用率率率率，使使使使计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统的的的的资资资资源源源源得得得得到到到到充充充充分分分分利利利利用用用用，操操操操作作作作系系系系统统统统引引引引入入入入了了了了多多多多道道道道程程程程序序序序设设设设计计计计的的的的概概概概念念念念。多多多多道道道道程程程程序序序序设设设设计计计计是是是是指指指指同同同同时时时时把把把把多多多多个个个个程程程程序序序序放放放放入入入入计计计计算算算算机机机机中中中中的的的的内内内内存存存存，并并并并允允允允许许许许它它它它们们们们交交交交替替替替执执执执行行行行，从从从从而而而而共共共共享享享享计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统的的的的软软软软、硬硬硬硬件件件件资资资资源源源源。当当当当正正正正在在在在运运运运行行行行的的的的程程程程序序序序因因因因某某某某种种种种原原原原因因因因（如如如如输输输输入入入入输输输输出出出出请请请请求求求求）而而而而暂暂暂暂停停停停执执执执行行行行时时时时，CPUCPU就就就就立立立立即即即即转转转转去去去去执执执执行行行行另另另另一一一一道道道道程程程程序序序序。这这这这样样样样，不不不不仅仅仅仅CPUCPU得得得得到到到到充充充充分分分分利利利利用用用用，而而而而且且且且还还还还提提提提高高高高了了了了输输输输入入入入输输输输出出出出设设设设备备备备（I/OI/O设设设设备备备备）和内存的利用率。和内存的利用率。和内存的利用率。和内存的利用率。为为为为了了了了有有有有效效效效地地地地管管管管理理理理CPUCPU，操操操操作作作作系系系系统统统统引引引引入入入入了了了了进进进进程程程程（ProcessProcess）的的的的概概概概念，即以进程为基本单位来实现念，即以进程为基本单位来实现念，即以进程为基本单位来实现念，即以进程为基本单位来实现CPUCPU的分配与执行。的分配与执行。的分配与执行。的分配与执行。第第2章章 处理器管理处理器管理2.1 2.1 2.1 2.1 进程的概念进程的概念进程的概念进程的概念2.2 2.2 2.2 2.2 进程的状态及转换进程的状态及转换进程的状态及转换进程的状态及转换2.3 2.3 2.3 2.3 进程控制进程控制进程控制进程控制2.4 2.4 2.4 2.4 处理器调度处理器调度处理器调度处理器调度2.5 2.5 2.5 2.5 单处理器调度算法单处理器调度算法单处理器调度算法单处理器调度算法2.6 2.6 2.6 2.6 线程线程线程线程 2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 程序的顺序执行程序的顺序执行程序的顺序执行程序的顺序执行 程程程程序序序序是是是是一一一一个个个个在在在在时时时时间间间间上上上上严严严严格格格格按按按按先先先先后后后后次次次次序序序序操操操操作作作作实实实实现现现现算算算算法法法法功功功功能能能能的的的的指指指指令令令令序序序序列列列列，程程程程序序序序本本本本身身身身是是是是静静静静态态态态的的的的，一一一一个个个个程程程程序序序序只只只只有有有有经经经经过过过过运运运运行行行行才才才才能能能能得得得得到到到到最最最最终终终终结结结结果果果果。一一一一个个个个具具具具有有有有独独独独立立立立功功功功能能能能的的的的程程程程序序序序独独独独占占占占CPUCPU运运运运行行行行，直直直直到到到到获获获获得得得得最最最最终终终终结结结结果果果果的的的的过过过过程程程程称为程序的顺序执行。称为程序的顺序执行。称为程序的顺序执行。称为程序的顺序执行。设设设设系系系系统统统统中中中中有有有有两两两两个个个个程程程程序序序序投投投投入入入入运运运运行行行行，每每每每个个个个程程程程序序序序由由由由三三三三个个个个程程程程序序序序段段段段I I、C C和和和和P P组组组组成成成成。其其其其中中中中，I I表表表表示示示示从从从从输输输输入入入入设设设设备备备备上上上上读读读读入入入入数数数数据据据据到到到到内内内内存存存存，C C表表表表示示示示CPUCPU执执执执行行行行程程程程序序序序的的的的计计计计算算算算过过过过程程程程，P P表表表表示示示示打打打打印印印印出出出出程程程程序序序序的的的的计计计计算算算算结结结结果果果果。在在在在单单单单道道道道程程程程序序序序环环环环境境境境下下下下，每每每每一一一一个个个个程程程程序序序序的的的的这这这这三三三三个个个个程程程程序序序序段段段段只只只只能能能能一一一一个个个个接接接接一一一一个个个个地地地地顺顺顺顺序序序序执执执执行行行行，也也也也就就就就是是是是输输输输入入入入、计计计计算算算算和和和和打打打打印印印印三三三三者者者者串串串串行行行行工工工工作作作作，并并并并且且且且前前前前一一一一个个个个程程程程序序序序段段段段执执执执行行行行结结结结束束束束后后后后，才才才才能能能能开开开开始始始始后一个程序段的执行。后一个程序段的执行。后一个程序段的执行。后一个程序段的执行。2.1 进程的概念程序段顺序执行的前趋关系程序段顺序执行的前趋关系 程序的顺序执行的特点程序的顺序执行的特点程序的顺序执行的特点程序的顺序执行的特点 （1 1）顺顺顺顺序序序序性性性性。当当当当程程程程序序序序在在在在CPUCPU上上上上执执执执行行行行时时时时，CPUCPU按按按按程程程程序序序序规规规规定定定定的的的的顺顺顺顺序序序序严严严严格格格格执执执执行行行行程程程程序序序序的的的的操操操操作作作作，每每每每个个个个操操操操作作作作都都都都必必必必须须须须在在在在前前前前一一一一个个个个操操操操作作作作结结结结束束束束后后后后才才才才能能能能开开开开始始始始。除除除除了了了了人人人人为为为为的的的的干干干干预预预预造造造造成成成成计计计计算算算算机机机机暂暂暂暂时时时时停停停停顿顿顿顿外外外外，前前前前一一一一个个个个操操操操作作作作的的的的结结结结束束束束就就就就意意意意味味味味着着着着后一个操作的开始。程序和计算机执行程序的活动严格一一对应。后一个操作的开始。程序和计算机执行程序的活动严格一一对应。后一个操作的开始。程序和计算机执行程序的活动严格一一对应。后一个操作的开始。程序和计算机执行程序的活动严格一一对应。（2 2）封封封封闭闭闭闭性性性性。程程程程序序序序运运运运行行行行时时时时独独独独占占占占全全全全机机机机资资资资源源源源，程程程程序序序序运运运运行行行行的的的的结结结结果果果果仅仅仅仅由由由由初初初初始始始始条条条条件件件件和和和和程程程程序序序序本本本本身身身身的的的的操操操操作作作作决决决决定定定定，程程程程序序序序一一一一旦旦旦旦开开开开始始始始运运运运行行行行，其其其其运运运运行行行行结结结结果果果果不不不不会会会会受受受受到外界因素的影响。也就是说，程序是在完全封闭的环境下运行的。到外界因素的影响。也就是说，程序是在完全封闭的环境下运行的。到外界因素的影响。也就是说，程序是在完全封闭的环境下运行的。到外界因素的影响。也就是说，程序是在完全封闭的环境下运行的。（3 3）可可可可再再再再现现现现性性性性。程程程程序序序序运运运运行行行行的的的的结结结结果果果果仅仅仅仅与与与与初初初初始始始始条条条条件件件件有有有有关关关关，而而而而与与与与运运运运行行行行的的的的时时时时间间间间和和和和速速速速度度度度无无无无关关关关。只只只只要要要要初初初初始始始始条条条条件件件件相相相相同同同同，当当当当程程程程序序序序重重重重复复复复运运运运行行行行时时时时，无无无无论论论论是是是是从从从从头头头头至尾不间断地运行，还是断断续续地运行，都将获得相同的结果。至尾不间断地运行，还是断断续续地运行，都将获得相同的结果。至尾不间断地运行，还是断断续续地运行，都将获得相同的结果。至尾不间断地运行，还是断断续续地运行，都将获得相同的结果。2.1 进程的概念 2.1 进程的概念程序的顺序执行的优点：程序的顺序执行的优点：程序的顺序性、封闭性和可再现性，给程序的编制、程序的顺序性、封闭性和可再现性，给程序的编制、调试带来了极大的方便调试带来了极大的方便程序的顺序执行的缺点：程序的顺序执行的缺点：CPUCPU与外部设备之间不能并行工作，资源利用率低，与外部设备之间不能并行工作，资源利用率低，计算机系统效率不高。计算机系统效率不高。2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 程序的并发执行程序的并发执行程序的并发执行程序的并发执行 在在在在计计计计算算算算机机机机硬硬硬硬件件件件引引引引入入入入通通通通道道道道和和和和中中中中断断断断机机机机构构构构后后后后，就就就就使使使使得得得得CPUCPU与与与与外外外外部部部部设设设设备备备备之之之之间间间间、外外外外部部部部设设设设备备备备与与与与外外外外部部部部设设设设备备备备之之之之间间间间可可可可以以以以并并并并行行行行操操操操作作作作，使使使使得得得得多多多多道道道道程程程程序序序序设设设设计计计计成成成成为为为为可可可可能能能能。这这这这样样样样，在在在在操操操操作作作作系系系系统统统统的的的的管管管管理理理理下下下下，可可可可以以以以在在在在内内内内存存存存中中中中存存存存放放放放多多多多道道道道用用用用户户户户程程程程序序序序。在在在在同同同同一一一一时时时时刻刻刻刻，有有有有的的的的程程程程序序序序占占占占用用用用CPUCPU运运运运行行行行、有有有有的的的的程程程程序序序序通通通通过过过过外外外外部部部部设设设设备备备备传传传传递递递递数数数数据据据据。从从从从宏宏宏宏观观观观上上上上看看看看是是是是多多多多道道道道程程程程序序序序同同同同时时时时运运运运行行行行，从从从从微微微微观观观观上上上上看看看看它它它它们们们们是在交替执行。是在交替执行。是在交替执行。是在交替执行。如如如如果果果果多多多多个个个个程程程程序序序序在在在在执执执执行行行行时时时时间间间间上上上上是是是是重重重重叠叠叠叠的的的的，即即即即使使使使这这这这种种种种重重重重叠叠叠叠很很很很小小小小，也也也也称称称称这这这这些些些些程程程程序序序序是是是是并并并并发发发发执执执执行行行行的的的的。程程程程序序序序在在在在执执执执行行行行时时时时间间间间上上上上的的的的重重重重叠叠叠叠是是是是指指指指一一一一个个个个程程程程序序序序的的的的第第第第一一一一条条条条指指指指令令令令的的的的执执执执行行行行是是是是在在在在另另另另一一一一个个个个程程程程序序序序的的的的最最最最后后后后一一一一条条条条指指指指令令令令执执执执行行行行完完完完成成成成之之之之前前前前开开开开始始始始的的的的。这这这这样样样样，在在在在一一一一个个个个时时时时间间间间段段段段内内内内就就就就可可可可能能能能有有有有多多多多个个个个程程程程序序序序都都都都处处处处于于于于正正正正在在在在执执执执行行行行但尚未运行结束的阶段。但尚未运行结束的阶段。但尚未运行结束的阶段。但尚未运行结束的阶段。2.1 进程的概念 程序的并发执行程序的并发执行程序的并发执行程序的并发执行:多多多多道道道道程程程程序序序序的的的的并并并并发发发发执执执执行行行行是是是是指指指指多多多多个个个个程程程程序序序序在在在在宏宏宏宏观观观观上上上上的的的的并并并并行行行行，微微微微观观观观上上上上的的的的串串串串行行行行。程程程程序序序序并并并并发发发发执执执执行行行行时时时时，不不不不同同同同程程程程序序序序之之之之间间间间的的的的执执执执行行行行顺顺顺顺序序序序由由由由于于于于受受受受到到到到程程程程序序序序间间间间制制制制约约约约关系、资源使用限制等诸多因素的影响而无法事先确定。关系、资源使用限制等诸多因素的影响而无法事先确定。关系、资源使用限制等诸多因素的影响而无法事先确定。关系、资源使用限制等诸多因素的影响而无法事先确定。注注注注意意意意：在在在在多多多多道道道道程程程程序序序序设设设设计计计计环环环环境境境境下下下下，多多多多个个个个程程程程序序序序可可可可以以以以在在在在单单单单CPUCPU上上上上交交交交替替替替执执执执行行行行，也也也也可可可可以以以以在在在在多多多多个个个个CPUCPU上上上上并并并并行行行行执执执执行行行行。程程程程序序序序的的的的并并并并发发发发执执执执行行行行通通通通常常常常是是是是指指指指多多多多个个个个程程程程序序序序在在在在单个单个单个单个CPUCPU上的交替执行。上的交替执行。上的交替执行。上的交替执行。2.1 进程的概念 多道程序并发执行的特性多道程序并发执行的特性 特点：特点：特点：特点：程程程程序序序序的的的的并并并并发发发发执执执执行行行行实实实实质质质质上上上上是是是是程程程程序序序序间间间间的的的的并并并并发发发发，CPUCPU与与与与I/OI/O设设设设备之间的并行。备之间的并行。备之间的并行。备之间的并行。程程程程序序序序的的的的运运运运行行行行已已已已不不不不再再再再是是是是一一一一个个个个封封封封闭闭闭闭的的的的环环环环境境境境了了了了，并并并并发发发发执执执执行行行行使使使使得得得得制制制制约约约约的的的的条条条条件件件件增增增增加加加加了了了了。也也也也就就就就是是是是说说说说，并并并并发发发发执执执执行行行行的的的的程程程程序序序序除除除除了了了了每每每每一一一一个个个个操操操操作作作作都都都都必必必必须须须须在在在在前前前前一一一一个个个个操操操操作作作作结结结结束束束束后后后后才才才才能能能能开开开开始始始始之之之之外外外外，还还还还要要要要受受受受到到到到本本本本程程程程序序序序之之之之外外外外的的的的其其其其他他他他程程程程序序序序和和和和系系系系统统统统资资资资源源源源（如如如如CPUCPU和和和和I/OI/O设设设设备备备备）的的的的制制制制约。约。约。约。程序的并发执行 并发程序对资源的共享与竞争，又会导致程序执行环境与运行速度的并发程序对资源的共享与竞争，又会导致程序执行环境与运行速度的并发程序对资源的共享与竞争，又会导致程序执行环境与运行速度的并发程序对资源的共享与竞争，又会导致程序执行环境与运行速度的改变，从而可能产生程序运行结果不唯一问题。改变，从而可能产生程序运行结果不唯一问题。改变，从而可能产生程序运行结果不唯一问题。改变，从而可能产生程序运行结果不唯一问题。例：火车售票系统例：火车售票系统例：火车售票系统例：火车售票系统终端终端1 1：void P1()void P1()int x1;int x1;x1=x1=从票源数据库查询所求购的票从票源数据库查询所求购的票;-if(x1=1)-if(x1=1)x1=x1-1;x1=x1-1;将修改后的将修改后的x1x1写回票源数据库写回票源数据库;售出一张票售出一张票;else else 显示无此票显示无此票;终端终端2 2：void P2()void P2()int x2;int x2;x2=x2=从票源数据库查询所求购的票从票源数据库查询所求购的票;if(x2=1)if(x2=1)x2=x2-1;x2=x2-1;将修改后的将修改后的x2x2写回票源数据库写回票源数据库;售出一张票售出一张票;else else 显示无此票显示无此票;多道程序并发执行的特性：多道程序并发执行的特性：多道程序并发执行的特性：多道程序并发执行的特性：（1 1）间断性。多个程序在并发执行时共享系统资源，导）间断性。多个程序在并发执行时共享系统资源，导）间断性。多个程序在并发执行时共享系统资源，导）间断性。多个程序在并发执行时共享系统资源，导致并发执行的程序之间产生了相互制约的关系。相互制致并发执行的程序之间产生了相互制约的关系。相互制致并发执行的程序之间产生了相互制约的关系。相互制致并发执行的程序之间产生了相互制约的关系。相互制约将导致并发执行的程序具有约将导致并发执行的程序具有约将导致并发执行的程序具有约将导致并发执行的程序具有“执行执行执行执行暂停暂停暂停暂停执行执行执行执行”这这这这种间断性活动规律。种间断性活动规律。种间断性活动规律。种间断性活动规律。（2 2）失去了封闭性。多个程序在并发执行时共享系统中）失去了封闭性。多个程序在并发执行时共享系统中）失去了封闭性。多个程序在并发执行时共享系统中）失去了封闭性。多个程序在并发执行时共享系统中的所有资源，因此这些资源的使用状态由多个程序来改的所有资源，因此这些资源的使用状态由多个程序来改的所有资源，因此这些资源的使用状态由多个程序来改的所有资源，因此这些资源的使用状态由多个程序来改变，使程序的运行失去了封闭性。变，使程序的运行失去了封闭性。变，使程序的运行失去了封闭性。变，使程序的运行失去了封闭性。（3 3）不可再现性。程序并发执行时失去了封闭性，所以）不可再现性。程序并发执行时失去了封闭性，所以）不可再现性。程序并发执行时失去了封闭性，所以）不可再现性。程序并发执行时失去了封闭性，所以其计算结果不再完全由程序本身和初始条件决定，还与其计算结果不再完全由程序本身和初始条件决定，还与其计算结果不再完全由程序本身和初始条件决定，还与其计算结果不再完全由程序本身和初始条件决定，还与程序并发执行的速度有关，从而使程序的执行失去了可程序并发执行的速度有关，从而使程序的执行失去了可程序并发执行的速度有关，从而使程序的执行失去了可程序并发执行的速度有关，从而使程序的执行失去了可再现性。再现性。再现性。再现性。2.1.3 2.1.3 进程进程进程进程 1 1进程的定义进程的定义进程的定义进程的定义 在在在在单单单单道道道道程程程程序序序序环环环环境境境境下下下下，程程程程序序序序与与与与CPUCPU执执执执行行行行的的的的活活活活动动动动是是是是一一一一一一一一对对对对应应应应的的的的。在在在在多多多多道道道道程程程程序序序序环环环环境境境境下下下下，程程程程序序序序的的的的并并并并发发发发执执执执行行行行破破破破坏坏坏坏了了了了程程程程序序序序的的的的封封封封闭闭闭闭性性性性和和和和可可可可再再再再现现现现性性性性，程程程程序序序序与与与与CPUCPU执行的活动之间不再一一对应。执行的活动之间不再一一对应。执行的活动之间不再一一对应。执行的活动之间不再一一对应。程程程程序序序序是是是是完完完完成成成成某某某某一一一一特特特特定定定定功功功功能能能能的的的的指指指指令令令令序序序序列列列列，是是是是一一一一个个个个静静静静态态态态概概概概念念念念，而而而而CPUCPU的的的的执执执执行活动则是程序的执行过程，是一个动态概念。行活动则是程序的执行过程，是一个动态概念。行活动则是程序的执行过程，是一个动态概念。行活动则是程序的执行过程，是一个动态概念。例例例例如如如如，在在在在分分分分时时时时系系系系统统统统中中中中，一一一一个个个个编编编编译译译译程程程程序序序序可可可可以以以以同同同同时时时时为为为为几几几几个个个个终终终终端端端端用用用用户户户户服服服服务务务务，该该该该编编编编译译译译程程程程序序序序就就就就对对对对应应应应多多多多个个个个动动动动态态态态的的的的执执执执行行行行过过过过程程程程。又又又又如如如如同同同同一一一一个个个个程程程程序序序序在在在在一一一一段段段段时时时时间间间间内内内内可可可可以以以以多多多多次次次次被被被被执执执执行行行行，而而而而且且且且是是是是并并并并发发发发执执执执行行行行，则则则则这这这这些些些些并并并并发发发发执执执执行行行行的的的的动动动动态态态态过过过过程程程程也也也也无无无无法法法法简简简简单单单单地地地地用程序加以区别。用程序加以区别。用程序加以区别。用程序加以区别。此此此此外外外外，由由由由于于于于资资资资源源源源共共共共享享享享和和和和程程程程序序序序的的的的并并并并发发发发执执执执行行行行，又又又又会会会会导导导导致致致致在在在在各各各各个个个个程程程程序序序序活活活活动动动动之之之之间间间间存在相互制约的关系，而这种制约关系也无法在程序中反映出来。存在相互制约的关系，而这种制约关系也无法在程序中反映出来。存在相互制约的关系，而这种制约关系也无法在程序中反映出来。存在相互制约的关系，而这种制约关系也无法在程序中反映出来。程序这个静态的概念已无法正确描述并发程序的动态执行。程序这个静态的概念已无法正确描述并发程序的动态执行。程序这个静态的概念已无法正确描述并发程序的动态执行。程序这个静态的概念已无法正确描述并发程序的动态执行。2.1 进程的概念 2.1 进程的概念 必须引入一个新的概念来反映并发程序的执行特点：必须引入一个新的概念来反映并发程序的执行特点：（1 1）能够描述并发程序的执行过程）能够描述并发程序的执行过程“计算计算”。（2 2）能能够够反反映映并并发发程程序序“执执行行暂暂停停执执行行”这这种种交交替替执执行的活动规律。行的活动规律。（3 3）能够协调多个并发程序的运行及资源共享。）能够协调多个并发程序的运行及资源共享。历史上出现过的几个较有影响的进程定义：历史上出现过的几个较有影响的进程定义：历史上出现过的几个较有影响的进程定义：历史上出现过的几个较有影响的进程定义：（1 1）行为的规则称为程序，程序在）行为的规则称为程序，程序在）行为的规则称为程序，程序在）行为的规则称为程序，程序在CPUCPU上执行时的活动称为进程。上执行时的活动称为进程。上执行时的活动称为进程。上执行时的活动称为进程。（E.W.DijkstraE.W.Dijkstra）（2 2）一一一一个个个个进进进进程程程程是是是是一一一一系系系系列列列列逐逐逐逐一一一一执执执执行行行行的的的的操操操操作作作作，而而而而操操操操作作作作的的的的确确确确切切切切含含含含义义义义则则则则有有有有赖赖赖赖于于于于以以以以何种详尽程度来描述进程。何种详尽程度来描述进程。何种详尽程度来描述进程。何种详尽程度来描述进程。（Per Per BrinchBrinch Hansen Hansen）（3 3）进程是这样的计算部分，它可以与别的进程并发执行。）进程是这样的计算部分，它可以与别的进程并发执行。）进程是这样的计算部分，它可以与别的进程并发执行。）进程是这样的计算部分，它可以与别的进程并发执行。（S.E.MadnickS.E.Madnick和和和和J.T.DonowanJ.T.Donowan）（4 4）进程是一个独立的可以调度的活动。）进程是一个独立的可以调度的活动。）进程是一个独立的可以调度的活动。）进程是一个独立的可以调度的活动。（E.CohenE.Cohen和和和和D.JoffersonD.Jofferson）（5 5）进进进进程程程程是是是是一一一一抽抽抽抽象象象象实实实实体体体体，当当当当它它它它执执执执行行行行某某某某个个个个任任任任务务务务时时时时，将将将将要要要要分分分分配配配配和和和和释释释释放放放放各各各各种种种种资资资资源源源源 。（P.DenningP.Denning）（6 6）顺顺顺顺序序序序进进进进程程程程（有有有有时时时时称称称称为为为为任任任任务务务务）是是是是一一一一个个个个程程程程序序序序与与与与其其其其数数数数据据据据集集集集一一一一道道道道顺顺顺顺序序序序通通通通过过过过CPUCPU的执行所发生的活动。的执行所发生的活动。的执行所发生的活动。的执行所发生的活动。（Alan Alan C.ShawC.Shaw）2.1 进程的概念 进程进程进程进程定义定义定义定义:是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和调度的基本集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和调度的基本集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和调度的基本集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。单位。单位。单位。2.2.2.2.进程的结构进程的结构进程的结构进程的结构 PCB-PCB-PCB-PCB-用来存储程序向前推进的执行过程中所要记录的有关运用来存储程序向前推进的执行过程中所要记录的有关运用来存储程序向前推进的执行过程中所要记录的有关运用来存储程序向前推进的执行过程中所要记录的有关运行信息。行信息。行信息。行信息。进程实体程序段相关数据段进程实体程序段相关数据段进程实体程序段相关数据段进程实体程序段相关数据段PCBPCBPCBPCB2.1 进程的概念 3.3.3.3.进程的特征进程的特征进程的特征进程的特征（1 1）动动动动态态态态性性性性。进进进进程程程程实实实实质质质质是是是是程程程程序序序序的的的的一一一一次次次次执执执执行行行行，因因因因而而而而是是是是动动动动态态态态的的的的。既既既既然然然然是是是是一一一一次次次次执执执执行，就表明进程有生命期，具有行，就表明进程有生命期，具有行，就表明进程有生命期，具有行，就表明进程有生命期，具有“创建创建创建创建运行运行运行运行消亡消亡消亡消亡”这样一个过程。这样一个过程。这样一个过程。这样一个过程。（2 2）并并并并发发发发性性性性。多多多多个个个个进进进进程程程程实实实实体体体体在在在在一一一一段段段段时时时时间间间间内内内内能能能能够够够够并并并并发发发发执执执执行行行行。引引引引入入入入进进进进程程程程的的的的目目目目的的的的也也也也正正正正是是是是为为为为了了了了使使使使内内内内存存存存中中中中的的的的多多多多个个个个程程程程序序序序能能能能够够够够在在在在执执执执行行行行时时时时间间间间上上上上重重重重叠叠叠叠，以以以以提提提提高高高高系系系系统统统统资资资资源的利用率。源的利用率。源的利用率。源的利用率。（3 3）独独独独立立立立性性性性。每每每每个个个个进进进进程程程程都都都都是是是是一一一一个个个个独独独独立立立立运运运运行行行行的的的的基基基基本本本本单单单单位位位位，也也也也是是是是系系系系统统统统进进进进行行行行资资资资源源源源分配和调度的基本单位。分配和调度的基本单位。分配和调度的基本单位。分配和调度的基本单位。（4 4）异异异异步步步步性性性性。各各各各进进进进程程程程按按按按各各各各自自自自独独独独立立立立的的的的、不不不不可可可可预预预预知知知知的的的的速速速速度度度度向向向向前前前前推推推推进进进进。对对对对单单单单CPUCPU系系系系统统统统而而而而言言言言，任任任任何何何何时时时时刻刻刻刻只只只只能能能能有有有有一一一一个个个个进进进进程程程程占占占占用用用用CPUCPU；进进进进程程程程获获获获得得得得了了了了所所所所需需需需要要要要的的的的资资资资源源源源即即即即可可可可执执执执行行行行，得得得得不不不不到到到到所所所所需需需需资资资资源源源源则则则则暂暂暂暂停停停停执执执执行行行行。因因因因此此此此，进进进进程程程程具具具具有有有有“执执执执行行行行暂暂暂暂停停停停执行执行执行执行”这种间断性活动规律。这种间断性活动规律。这种间断性活动规律。这种间断性活动规律。（5 5）结结结结构构构构性性性性。为为为为了了了了描描描描述述述述和和和和记记记记录录录录进进进进程程程程运运运运行行行行的的的的变变变变化化化化过过过过程程程程，满满满满足足足足进进进进程程程程独独独独立立立立运运运运行行行行的的的的要要要要求求求求以以以以及及及及能能能能够够够够反反反反映映映映并并并并控控控控制制制制并并并并发发发发进进进进程程程程的的的的活活活活动动动动，系系系系统统统统为为为为每每每每个个个个进进进进程程程程配配配配置置置置了了了了一一一一个个个个进进进进程程程程控控控控制制制制块块块块PCBPCB。因因因因此此此此，从从从从结结结结构构构构上上上上看看看看，每每每每个个个个进进进进程程程程都都都都由由由由程程程程序序序序段段段段、数数数数据据据据段段段段以以以以及及及及PCBPCB这三部分组成。这三部分组成。这三部分组成。这三部分组成。2.1 进程的概念 程程程程序序序序就就就就像像像像是是是是一一一一个个个个乐乐乐乐谱谱谱谱，任任任任何何何何时时时时候候候候你你你你都都都都可可可可以以以以翻翻翻翻阅阅阅阅它它它它，但但但但乐乐乐乐谱谱谱谱本本本本身身身身是是是是静静静静态态态态的的的的。进进进进程程程程则则则则可可可可以以以以看看看看做做做做是是是是依依依依照照照照乐乐乐乐谱谱谱谱的的的的一一一一次次次次演演演演奏奏奏奏，这这这这个个个个演演演演奏奏奏奏有有有有开开开开始始始始有有有有结结结结束束束束（具具具具有有有有生生生生命命命命期期期期），并并并并随随随随着着着着时时时时间间间间的的的的流流流流逝逝逝逝演演演演奏奏奏奏的的的的音音音音乐乐乐乐不不不不复复复复存存存存在在在在；也也也也就就就就是是是是说说说说，这这这这个个个个演演演演奏奏奏奏过过过过程程程程本本本本身身身身是是是是动动动动态态态态的的的的，即即即即使使使使是是是是重重重重新新新新演演演演奏奏奏奏这这这这个个个个乐乐乐乐谱谱谱谱也也也也绝绝绝绝不不不不是是是是刚刚刚刚刚刚刚刚逝逝逝逝去去去去的的的的那那那那段段段段音音音音乐乐乐乐（即即即即不不不不是是是是刚刚刚刚刚执行过的进程，而是开始一个新进程）。刚执行过的进程，而是开始一个新进程）。刚执行过的进程，而是开始一个新进程）。刚执行过的进程，而是开始一个新进程）。进程与程序的区别示意进程与程序的区别示意 4 4进程与程序的区别进程与程序的区别（1 1）程程序序是是指指令令的的有有序序集集合合，是是一一个个静静态态的的概概念念，其其本本身身没没有有任任何何运运行行 的含义；进程是程序在的含义；进程是程序在CPUCPU上的一次执行过程，是一个动态的概念。上的一次执行过程，是一个动态的概念。（2 2）程程序序作作为为软软件件资资料料可可以以长长期期保保存存，而而进进程程则则有有生生命命期期，它它因因创创建建而而诞生、因调度而执行、因得不到资源而暂停执行、因撤销而消亡。诞生、因调度而执行、因得不到资源而暂停执行、因撤销而消亡。（3 3）进进程程是是一一个个独独立立运运行行的的基基本本单单位位，也也是是系系统统进进行行资资源源分分配配和和调调度度的的基本单位；而程序作为静态文本既不运行，也不分配和调度。基本单位；而程序作为静态文本既不运行，也不分配和调度。（4 4）进进程程与与程程序序之之间间无无一一一一对对应应关关系系。既既然然进进程程是是程程序序的的一一次次执执行行，那那么一个程序的多次执行可以产生多个进程，而不同的进程也可以包么一个程序的多次执行可以产生多个进程，而不同的进程也可以包含同一个程序。含同一个程序。（5 5）程程序序是是记记录录在在介介质质（如如磁磁盘盘）上上指指令令的的有有序序集集合合，而而进进程程则则由由程程序序段、数据段和段、数据段和PCBPCB这三部分组成。这三部分组成。2.2.1 2.2.1 两状态进程模型两状态进程模型两状态进程模型两状态进程模型两种状态：运行（两种状态：运行（两种状态：运行（两种状态：运行（RunningRunningRunningRunning）和非运行（）和非运行（）和非运行（）和非运行（Not-runningNot-runningNot-runningNot-running）2.2 进程的状态及转换当操作系统产生一个进程之后，将该进程加入到非运行系统中，当操作系统产生一个进程之后，将该进程加入到非运行系统中，这样操作系统就知道该进程的存在，而该进程则等待机会执行。每隔这样操作系统就知道该进程的存在，而该进程则等待机会执行。每隔一段时间，正在运行的进程就会被中断运行，此时分派程序将选择一一段时间，正在运行的进程就会被中断运行，此时分派程序将选择一个新进程投入运行，被中断运行的进程则由运行状态变为非运行状态，个新进程投入运行，被中断运行的进程则由运行状态变为非运行状态，而投入运行的进程则由非运行状态变为运行状态。而投入运行的进程则由非运行状态变为运行状态。2.2.2 2.2.2 进程进程进程进程的三态模型的三态模型的三态模型的三态模型三种基本状态：运行、阻塞和就绪三种基本状态：运行、阻塞和就绪2.2 进程的状态及转换（1 1）运行状态运行状态。进程获得了。进程获得了CPUCPU和其他所需要的资源，目前正在和其他所需要的资源，目前正在CPUCPU上运上运行。行。（2 2）阻塞状态阻塞状态。进程运行中发生了某种等待事件（如发生了等待。进程运行中发生了某种等待事件（如发生了等待I/OI/O的的操作）而暂时不能运行的状态。处于该状态的进程不能去竞争操作）而暂时不能运行的状态。处于该状态的进程不能去竞争CPUCPU，因为，因为此时即使把此时即使把CPUCPU分配给它也无法运行。分配给它也无法运行。（3 3）就绪状态就绪状态。进程获得了除。进程获得了除CPUCPU之外的所需资源，一旦得到之外的所需资源，一旦得到CPUCPU就可以就可以立即投入运行。立即投入运行。三种进程状态变迁注意要点三种进程状态变迁注意要点三种进程状态变迁注意要点三种进程状态变迁注意要点:（1 1）进进进进程程程程由由由由就就就就绪绪绪绪状状状状态态态态变变变变迁迁迁迁到到到到运运运运行行行行状状状状态态态态是是是是由由由由进进进进程程程程调调调调度度度度程程程程序序序序（分分分分派派派派程程程程序序序序）完成的。完成的。完成的。完成的。（2 2）进程由运行状态变迁到阻塞状态通常是由运行进程自身提出的。）进程由运行状态变迁到阻塞状态通常是由运行进程自身提出的。）进程由运行状态变迁到阻塞状态通常是由运行进程自身提出的。）进程由运行状态变迁到阻塞状态通常是由运行进程自身提出的。（3 3）进进进进程程程程由由由由阻阻阻阻塞塞塞塞状状状状态态态态变变变变迁迁迁迁为为为为就就就就绪绪绪绪状状状状态态态态总总总总是是是是由由由由外外外外界界界界事事事事件件件件引引引引起起起起。因因因因为为为为处处处处于于于于阻塞状态的进程没有任何活动能力，所以也无法改变自身的状态。阻塞状态的进程没有任何活动能力，所以也无法改变自身的状态。阻塞状态的进程没有任何活动能力，所以也无法改变自身的状态。阻塞状态的进程没有任何活动能力，所以也无法改变自身的状态。（4 4）进程由运行状态变迁为就绪状态通常在分时操作系统中出现。）进程由运行状态变迁为就绪状态通常在分时操作系统中出现。）进程由运行状态变迁为就绪状态通常在分时操作系统中出现。）进程由运行状态变迁为就绪状态通常在分时操作系统中出现。（5 5）进进进进程程程程不不不不能能能能由由由由阻阻阻阻塞塞塞塞状状状状态态态态直直直直接接接接变变变变迁迁迁迁到到到到运运运运行行行行状状状状态态态态。由由由由于于于于阻阻阻阻塞塞塞塞进进进进程程程程阻阻阻阻塞塞塞塞的的的的原原原原因因因因被被被被解解解解除除除除（即即即即等等等等待待待待事事事事件件件件已已已已完完完完成成成成）后后后后就就就就满满满满足足足足了了了了就就就就绪绪绪绪状状状状态态态态的的的的条条条条件件件件，故故故故将将将将该阻塞进程由进程阻塞队列移至进程就绪队列并将其状态改为就绪。该阻塞进程由进