进程的基本概念 Process Concept ◆进程的引入 ◆进程的定义和特征 ◆进程的基本状态及其转换 ◆具有挂起功能的进程状态及其转换
进程的基本概念 Process Concept 进程的引入 进程的定义和特征 进程的基本状态及其转换 具有挂起功能的进程状态及其转换
进程的引入 多道程序系统的特点是并行性。为了充分利用 系统资源,在主存中同时存放多道作业运行, 所以各作业之间是并行的 各程序由于同时存在于主存中,它们之间必定 会存在相互依赖,相互制约的关系。(间接制 约关系、直接制约关系) ◆在多道程序系统所带来的复杂环境中,程序具 有了并行、制约、动态的特性,原来的程序概 念,难以刻画系统中的情况 程序本身完全是静态的概念 程序概念也反映不了系统中的并行特性
进程的引入 多道程序系统的特点是并行性。为了充分利用 系统资源，在主存中同时存放多道作业运行， 所以各作业之间是并行的 各程序由于同时存在于主存中，它们之间必定 会存在相互依赖，相互制约的关系。 （间接制 约关系、直接制约关系） 在多道程序系统所带来的复杂环境中，程序具 有了并行、制约、动态的特性，原来的程序概 念，难以刻画系统中的情况。 – 程序本身完全是静态的概念 – 程序概念也反映不了系统中的并行特性
1、程序的顺序执行 ◆一个较大的程序通常都是由若干个程序段组成 在程序执行时,必须按照某种先后次序逐个执 行,仅当前一操作执行完后,才能执行后继操 作。 例如:在进行计算时,总是先输入用户的程序和数 据,然后才能计算,计算完成后再将结果打印出来
1、程序的顺序执行 一个较大的程序通常都是由若干个程序段组成。 在程序执行时，必须按照某种先后次序逐个执 行，仅当前一操作执行完后，才能执行后继操 作。 – 例如：在进行计算时，总是先输入用户的程序和数 据，然后才能计算，计算完成后再将结果打印出来
程序顺序执行时的前驱图 对于一个程序段中的多条语句来说,也有一个执行顺序 Y8的问题。如果对于下述三条语句的程序段: S,: a=X+y s: b=a-5 s: C=b+ (其中S2必须在a被赋值以后才能执行;同样S3也只能在b 被赋值以后才能执行)
I1 C1 P1 P2 I2 C2 程序顺序执行时的前驱图 对于一个程序段中的多条语句来说，也有一个执行顺序 的问题。如果对于下述三条语句的程序段： S1： a＝x＋y S2： b＝a－5 S3： C＝b＋1 (其中S2必须在a被赋值以后才能执行；同样S3也只能在b 被赋值 以后才能执行)
2、程序顺序执行时的特征 ◆顺序性 处理机的操作,严格按照程序所规定的顺序执行, 即只有前一操作结束后,才能执行后继操作。 ◆封闭性(失去交换性) 程序是在封闭的环境下运行的。即程序在运行时 它独占全机资源,因而机内各资源的状态(除初始 状态外),只有程序才能改变它。程序一旦开始运 行,其执行结果不受外界因素的影响。 可再现性 只要程序执行时的环境和初始条件都相同,不论它 是从头到尾的不停顿的执行,还是“走走停停”地 执行,都将获得相同的结果
2、 程序顺序执行时的特征 顺序性 – 处理机的操作，严格按照程序所规定的顺序执行， 即只有前一操作结束后，才能执行后继操作。 封闭性（失去交换性） – 程序是在封闭的环境下运行的。即程序在运行时， 它独占全机资源，因而机内各资源的状态（除初始 状态外），只有程序才能改变它。程序一旦开始运 行，其执行结果不受外界因素的影响。 可再现性 – 只要程序执行时的环境和初始条件都相同，不论它 是从头到尾的不停顿的执行，还是“走走停停”地 执行，都将获得相同的结果
3.多道程序的并发执行 计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序(批 处理系统,分时系统、实时系统、网络与分布式系 统)。这样的执行环境具有三个特点: 独立性 随机性 资源共享 硬件资源:CPU、输入输出设备,存储器 软件资源:各种例行程序、各种共享的数据 多道程序环境下执行程序的道数>计算机系统中cPU 的个数 单cPU中,则由N—1道程序处在等待CPU的状态 输入输出设备有限将导致这些设备被共享、内存有 限将导致内存被共享
3. 多道程序的并发执行 – 计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序（批 处理系统，分时系统、实时系统、网络与分布式系 统）。这样的执行环境具有三个特点： • 独立性 • 随机性 • 资源共享 – 硬件资源：CPU、输入输出设备，存储器 – 软件资源：各种例行程序、各种共享的数据 – 多道程序环境下执行程序的道数>计算机系统中CPU 的个数 – 单CPU中，则由N－1道程序处在等待CPU的状态 – 输入输出设备有限将导致这些设备被共享、内存有 限将导致内存被共享
程序并发执行可分为两种: 多道程序系统的程序执行环境变化所引起的多 道程序的并发执行 由于资源有限,多道程序的并发执行总是伴随着资 源的共享与竞争,制约了各道程序的执行速度。 ◆在某道程序段中,包含着一部分可以同时执行 或顺序颠倒执行的代码 例如:read(a); read (b) 既可以同时执行,也可以颠倒次序执行,同时执行 不会改变顺序程序所具有的逻辑行为,可采用并发 执行来充分利用资源
程序并发执行可分为两种： 多道程序系统的程序执行环境变化所引起的多 道程序的并发执行 由于资源有限，多道程序的并发执行总是伴随着资 源的共享与竞争，制约了各道程序的执行速度。 在某道程序段中，包含着一部分可以同时执行 或顺序颠倒执行的代码 例如：read（a）； read（b）； 既可以同时执行，也可以颠倒次序执行，同时执行 不会改变顺序程序所具有的逻辑行为，可采用并发 执行来充分利用资源
程序并发执行 组逻辑上相互独立的程序或程序段在执行 过程中,其执行时间在客观上相互重叠,即 个程序段的执行尚未结束,另一个程序段的执 行已经开始的这种执行方式
程序并发执行 一组逻辑上相互独立的程序或程序段在执行 过程中，其执行时间在客观上相互重叠，即一 个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执 行已经开始的这种执行方式
程序的并发执行 程序并发执行时的前驱图
程序的并发执行 I1 I2 I I3 4 C1 C2 C3 P1 C4 P2 P3 P4 程序并发执行时的前驱图
4程序并发执行时的特征 ◆间断性 程序在并发执行时,由于它们共享资源或为完成某 一项任务而合作,致使在并发程序之间存在相互制 约的关系。(、C、P是三个相互合作的程序,当计 算程序完成Ci-1的计算后,如果输入程序尚未完成 对的处理,则计算程序无法进行C处理,致使计算 程序在停运行。) ◆失去封闭性 程序在并发执行时,是多个程序共享系统中的各种 资源,因而这些资源的状态将由多个程序来改变, 致使程序的运行失去了封闭性
4.程序并发执行时的特征 间断性 – 程序在并发执行时，由于它们共享资源或为完成某 一项任务而合作，致使在并发程序之间存在相互制 约的关系。(I、C、P是三个相互合作的程序，当计 算程序完成Ci－1的计算后，如果输入程序I尚未完成 对Ii的处理，则计算程序无法进行Ci处理，致使计算 程序在停运行。) 失去封闭性 – 程序在并发执行时，是多个程序共享系统中的各种 资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变， 致使程序的运行失去了封闭性