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2017年全国计算机等级考试四级复习纲要:进程管理.doc

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文档介绍:2017年全国计算机等级考试四级复****纲要:进程管理


二、进程管理
、进程和处理器
程序是指令的集合,每一程序完成确定的任务。在只允许一个程序运行的系统(称为单道系统)中,这个程序独占系统资源,而系统按程序的指令顺序运行,程序的顺序执行有两个基本特征,即程序的封闭性和程序的可再现性。封闭性是指程序运行时独占系统资源,只有程序本身能改变系统的状态;可再现性是指程序运行不受外部因素影响,只要初始条件相同,运行结果就相同。多道程序系统让多个程序在系统中轮流运行,当一个程序不用处理器时,另一个程序就使用。也就是说,处理器在程序间切换,从而获得宏观上的并行(微观上的串行),以提高处理器的利用率。这种切换,通常是由中断引起的。由于中断是以不可预测的次序发生,即程序的指令序列也以不可预测的次序前进,这样就会产生操作系统的另一特性:不确定性。即在多道程序系统中,顺序程序的封闭性和可再现性消失了。需要采用一个新的概念———进程来描述程序的执行,进程是运行中的程序。

在操作系统中,进程是可以独立运行的程序单位,系统中的各个进程并不是相互隔离的:一方面它们相互竞争使用有限的资源,如处理器、存储器、设备或文件等;另一方面,它们可能相互协作以达到用户作业预期的目的。因此,进程之间需要某种形式的通信。进程之间直接发生联系的称为相交进程(又称相关进程),否则为不相交进程。相交进程需要协调彼此间的相对运行速度,存在着直接制约的关系。不相交进程之间的联系将表现在资源使用上的间接制约关系。
(1)互斥多道系统中,各进程可以共享各类资源,但有些资源却一次只能供一个进程使用。这种资源常常称为临界资源,如打印机、公共变量、表格等。互斥是要**临界资源在某一时刻只被一个进程访问。
(2)同步一般一个进程相对于另一个进程的速度是不可预测的,也就是说,进程之间是异步运行的。为了成功地协同工作,有关进程在某些确定的点上应当同步它们的活动:一个进程到达了这些点后,除非另一进程已完成了某个活动,否则就停下来,以等待该活动结束。
(3)死锁当若干进程竞争使用资源时,可能产生下述情况:每个进程要求的资源都已被另一进程占用,于是也就没有一个进程能继续运行。这种情况称为死锁。
,V操作
用顺序程序设计技术处理同步与互斥是十分困难的,为此引入信号量概念:信号量是一种特殊的变量,它的表现形式是一个整型变量及相应的队列:除了设置初值外,对信号量只能施加特殊的操作:P操作和V操作,P操作和V操作都是不可分割的原子运行,也称为原语(有时分别记为down()和up()或wait()和signal())。P操作的作用是将信号量S的值减1,若S的值成负数,则调用P操作的进程暂停执行,直到另一个进程对同一信号量作V操作。V操作的作用是将信号量S的值加1,若S的值小于等于0,从相应队列(关于S的队列)中选一个进程,唤醒它。
(1)互斥为了保护共享资源(如公共变量等),使它们不被多个进程同时访问,就要阻止这些进程同时执行访问这些资源的代码段,这些代码段称为临界区,这些资源称为临界资源。对临界资源访问的互斥要求可视作执行临界区的互斥要求。利用信号量可以方便地实现互斥临界区的管理要求。例如,令信号量mute