第3章进程管理 在计算机操作系统中,进程是资源分配的基本单位,同时进程也可作为独立运行的基本单 位,用户可以从进程观点来研究操作系统。显然,进程这一概念在操作系统中极为重要。本章 讨论进程的基本概念、进程控制、进程互斥与同步、进程通信及相关题解。 3.1内容辅导 3.1.1进程的基本概念 1.程序的顺序执行 个程序通常由若干个程序段所组成,它们必须按照某种先后次序来执行,仅当前一个操 作执行完后才能执行后继操作,这类计算过程就是程序的顺序执行过程。程序顺序执行时有如 下特征 (1)顺序性:处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行,即每一操作必须在下一操作 开始之前结束 (2)封闭性:程序运行时独占系统的各种资源,故这些资源的状态(除初始状态外)只有本 程序才能改变。程序一旦开始运行,其执行结果不受外界因素影响 (3)可再现性:只要程序执行时的初始条件和执行环境相同,当程序重复执行时,都将获得 相同的结果。 2.程序的并发执行 所谓程序的并发执行是指若干个程序〈或程序段〉同时在系统中运行,这些程序(或程序 段)的执行在时间上是重叠的,一个程序(或程序段)的执行尚未结束,另一个程序,(或程序段) 的执行已经开始。 程序的并发执行虽然提高了系统吞吐量,但也产生了下述一些与顺序执行不同的新特征 (1)制约性:程序在并发执行时,由于它们共享资源或为完成同一项任务而相互合作 致使并发程序之间形成了相互制约关系。制约关系有两种: ①直接制约关系=进程一进程 ②间接制约关系z进程一资源一进程 (2)失去封闭性:程序在并发执行时,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封闭性 (3)不可再现性:程序并发执行时,由于失去了封闭性,也将导致失去其可再现性 3.进程的定义及特征 进程是操作系统中最基本、最重要的概念,但直至目前还没有一个统一的定义,这里给出 几种比较容易理解又能反映进程实质的定义 (1)进程是程序的一次执行。 (2)进程是可以和别的计算并发执行的计算。 (3)进程是程序在一个数据集合上运行的过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单 位 (4)进程是一个具有一定功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 以上进程的定义,尽管各有侧重,但它们在本质上是相同的 进程具有以下几个基本特征 (1)动态性:进程是程序的一次执行过程,因而是动态的。动态特性还表现在它因创建 而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,最后由撤消而消亡 (2)并发性:引入进程的目的就是为了使程序能与其他程序并发执行,以提高资源利用率 (3)独立性:进程是一个能独立运行的基本单位,也是系统进行资源分配和调度的独立单第 3 章 进程管理 在计算机操作系统中,进程是资源分配的基本单位,同时进程也可作为独立运行的基本单 位,用户可以从进程观点来研究操作系统。显然,进程这一概念在操作系统中极为重要。本章 讨论进程的基本概念、进程控制、进程互斥与同步、进程通信及相关题解。 3.1 内容辅导 3.1.1 进程的基本概念 1.程序的顺序执行 一个程序通常由若干个程序段所组成,它们必须按照某种先后次序来执行,仅当前一个操 作执行完后才能执行后继操作,这类计算过程就是程序的顺序执行过程。程序顺序执行时有如 下特征: （1）顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行,即每一操作必须在下一操作 开始之前结束。 （2）封闭性： 程序运行时独占系统的各种资源,故这些资源的状态(除初始状态外)只有本 程序才能改变。程序一旦开始运行,其执行结果不受外界因素影响。 （3）可再现性：只要程序执行时的初始条件和执行环境相同,当程序重复执行时,都将获得 相同的结果。 2.程序的并发执行 所谓程序的并发执行是指若干个程序〈或程序段〉同时在系统中运行,这些程序(或程序 段)的执行在时间上是重叠的,一个程序(或程序段)的执行尚未结束,另一个程序,（或程序段） 的执行已经开始。 程序的并发执行虽然提高了系统吞吐量,但也产生了下述一些与顺序执行不同的新特征： （1） 制约性：程序在并发执行时,由于它们共享资源或为完成同一项任务而相互合作, 致使并发程序之间形成了相互制约关系。制约关系有两种： ①直接制约关系=进程一进程。 ②间接制约关系 z 进程一资源一进程。 （2）失去封闭性：程序在并发执行时,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封闭性。 （3）不可再现性：程序并发执行时,由于失去了封闭性,也将导致失去其可再现性。 3. 进程的定义及特征 进程是操作系统中最基本、最重要的概念,但直至目前还没有一个统一的定义,这里给出 几种比较容易理解又能反映进程实质的定义: (1)进程是程序的一次执行。 (2)进程是可以和别的计算并发执行的计算。 (3)进程是程序在一个数据集合上运行的过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单 位。 (4)进程是一个具有一定功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 以上进程的定义,尽管各有侧重,但它们在本质上是相同的。 进程具有以下几个基本特征: （1）动态性：进程是程序的一次执行过程,因而是动态的。动态特性还表现在它因创建 而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,最后由撤消而消亡。 （2）并发性：引入进程的目的就是为了使程序能与其他程序并发执行,以提高资源利用率。 （3）独立性：进程是一个能独立运行的基本单位,也是系统进行资源分配和调度的独立单