3.进程管理

10.线程分类与执行

03 信号量和P、V原语

创建失败

返回

被唤醒进程送入就绪队列

从等待队列中摘下被唤醒进程

将被唤醒进程置位就绪状态

保存当前进程的CPU现场

sem=sem+1

栈区

PCB(i)入进程家族或进程链

绪论

1.存储器的信息 2.输入输出设备的信息 3.文件系统的信息

02 死锁的清除方法

7.进程通信

PCB(i)入就绪队列

否

转进程调度

入口

06 进程通信的实例-管道

释放该进程所有的资源

03 进程上下文切换

3、进程管理3.1 进程的概念3.2 进程的描述3.3 进程的状态及转换3.4 进程控制3.5 线程3.6 进程的互斥与同步3.7 进程间通信3.8 死锁问题

01 程序的并发执行

返回/进程调度

P原语操作功能

5.进程互斥

※

1.独立性：指进程的实体是一个独立运行，独立获得资源和独立接受调度的基本单位2.异步性：由于进程的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按独立的不可预知的              速度向前推进，异步性会导致进程执行结果不可再现性3.进程的并发执行不仅仅用户程序的执行开始时间的随机性和提高资源的利用率的结果，也是资源有限性导致资源的竞争与共享对进程执行过程进行制约所造成的

数据集

该PCB有子进程吗

1.进程名或进程标识符 2.用户名或用户标识符 3.家族关系

01 进程的创建与撤销

正文集

静态描述

每个进程 执行过的、执行时的、待执行 的指令和数据，在指令寄存器、堆栈和状态字寄存器中的内容                上文          正文       下文        

4.进程控制

1.进程的概念

唤醒等待队列中的一个进程

01 同步的概念

6.进程同步

01 为什要引入线程

调用进程入等待队列

1.派生2.阻塞3.激活4.调度5.结束

02 私用信号量

进程上下文结构

一组并发进程互斥执行时必须满足如下准则：1.不能假设各并发进程的相对执行速度。即各并发进程享有平等的、独立的竞争共有资源的权利，    且在不采取任何措施的条件下，在临界区内任一指令结束时，其他并发进程可以进入临界区。2.并发进程中的某个进程不在临界区时，它不阻止其他进程进入临界区。 3.并发进程中的若干个进程申请进入临界区时，只能允许一个进程进入。4.并发进程中的某个进程申请进入临界区时开始，应在有限时间内得以进入临

出错处理

知识点：32

05 进程通信的实例-     和控制后逃的通信

把各进程之间发送的消息做微信号量看待，与进程互斥不同的是，这里的信号量只与制约进程及被制约进程有关而不是与整组并发进程有关，称该信号量为私用信号量

第二阶段

执行状态-等待状态；等待状态-就绪状态     阻塞原语                   唤醒原语

转进程调度或返回

1.进程当前状态-⑤-初始、就绪、执行、等待、终止2.进程优先级3.程序开始地址4.各种即时信息5.通信信息

01 死锁的概念

04 线程的适用范围

异步环境下的一组并发进程，因直接制约而互相发送消息而进行互相合作、互相等待，使进程按一定的速度执行的过程成为进程间的同步

2.进程的描述

04 生产者、消费者的问题

②③进程所需功能的-物质基础-外存

02 进程的定义

9.线程概念

sem=sem-1

选取新进程P2恢复P2上下文

置该进程的状态

操作系统-由各种进程组成的①控制信息的传送---低级通信-几个字节②大批量数据的传送-高级通信-大量数据

撤销原语流程图

释放PCB结构本身

1.进程-进程是为了提高CPU的效率，，是分配资源的一个基本单位2.why？-为了减少进程切换和创建的开销，提高效率和节省资源3.线程是进程的一部分-轻量级进程-CPU调度的一个基本单位-没有线程的进程称单线程-执行过程是现状的

取空PCB(i)

提出进程上下文概念-为了-进程上下文切换-不同进程之间

02 线程的执行特性

1.临界区：把不允许多个并发进程交叉执行的一段程序成为临界部分或临界区2.临界区也可以被称为访问公用数据的那段程序3.间接制约：由于共享某一共有资源而已起的在临界区内不允许并发进程交叉执行的现                  象，称为由共享共有资源而造成的对并发进程执行速度的间接制约互斥：一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享某一共有资源而导致他们以一个不允许交叉执行的单位执行。也就是说，不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区称为互斥

①进程控制快PCB②程序段③数据结构集

系统进程执行

sem<=0

创建原语流程图

进程P1执行中断或进程调用

将有关参数填入取空PCB(i)相应项

新进程P2执行

1.进程控制：系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤销进程，以及完成进程间的转                     换，从而达到进程高效率并发和协调、实现资源共享的目的2.原语：系统状态下某些具有特定功能的程序段3.原语分类：①机器指令级，不允许中断 ②功能级，作为原语的程序段不允许并发执行4.创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒源原语

03 用P、V原语实现同步

1.各并发进程相互等待对方所拥有的资源，得不到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源，各并发进程不能向前推进的状态2.起因：并发进程的资源竞争；根本原因在于：系统提供的资源个数少于并发进程所要求的的该资源个数3.产生死锁的必要条件-4个中某个不满足都不会产生死锁  ①互斥条件-资源不能同时被两个并发进程使用  ②不可剥夺条件-并发进程获得的资源在未完成之前，不能被他进程强行剥夺  ③部分分配-等待新资源的同时，继续占用已分配的资源  ④环路条件-存在一种进程循环链，链中每个进程所获得的资源同时被下一个进程所请求

01 资源共享所引起的制约

有空PCB

用户级线程和内核级线程

01 进程通信的方式

02 进程的阻塞与唤醒

1.相同点：都是处理机调度的基本单位，2.不同点：①线程只能共享他所属进程的资源               ②线程控制块TCB，比PCB的状态信息少，信息-相关指针用的堆栈以及寄存器中的状态数据               ③进程不依赖于线程独立存在，线程是进程的一部分，没有自己的地址空间，共享该进程的所有资源

①描述信息②控制信息③资源管理信息-最多④CPU现场保护结构

8.死锁问题

04进程空间与大小

有此PCB吗

01 线程的分类

1.加锁可以实现进程之间的互斥；其缺点-影响系统可靠性和执行效率，循环测试锁定消耗较多的                                                           CPU计算；还导致某些情况的不公平2.信号量sem-管理相应临界区的共有资源，代表可用资源的实体3.sem>=0：可供并发进程使用的资源实体数   sem<=0：正在等待使用临界区的进程数4.信号量的数值仅由P、V原语操作改变-P、V（pass、increment增量）5.P原语操作使得信号量sem-1；V原语操作使得信号量sem+1

02 进程的状态转换

1.进程的概念2.进程的描述3.进程状态及其转化4.进程控制5.进程互斥6.进程同步7.进程通信8.死锁问题9.线程概念10.线程分类与执行

是

03 邮箱通信

V原语操作功能

查PCB链表

被阻塞进程入等待队列

02 线程的基本概念

1.进程创建的方式：①由系统程序模块统一创建 ②由父进程创建2.不同点：①系统程序模块统一创建的进程之间-关系平等               ②父进程创建存在隶属关系，相互构成树形结构，继承父进程所拥有的资源3.相同点：①都必须由操作系统创建一部分承担系统资源分配和管理工作的系统进程               ②必须调用创建原语来实现4.导致进程撤销：①进程已完成所要求的功能而正常终止                       ②由于某种错误导致非正常终止                       ③祖先进程要求撤销某个子进程

01 进程控制快PCB

查进程链表或进程家族

1.进程通信的一种基本方式-发送进程发送消息时-在自己的内存空间-发送区                                 -接收进程发送消息时-在自己的内存空间-接收区2.满足条件：

PCB全部或部分常驻-内存

有

sem>=0

1.任何进程都用一个自己的地址空间-进程空间（虚空间）2.进程空间大小只与计算机位数有关-16位-2^163.unix和Linux-进程空间-①用户空间 ②系统空间4.进程大小就是进程空间的大小

程序段和程序集在内的

1.PCB是系统感知进程存在的唯一实体2.减少PCB堆内存的占用方法？  只允许PCB中最常用的部分，如CPU保护现场、进程描述信息、控制信  息等常驻内存；其他部分存放于外存，执行时载入

PCB

03 线程与进程的区别

1.死锁预防-①打破资源互斥和不可剥夺的这两个条件；②打破资源部分分配这个死锁产生的必要条件2.死锁避免-被称作动态预防，因为系统采用动态分配资源，在动态分配过程中预测死锁可能性并加以避免的方法3.死锁的检测与恢复-进程资源请求时，死锁检测算法检查并发进程组；恢复-较多-终止各锁住进程

01 进程的状态

02 进程上下文

02 互斥的加锁实现

1.实现互斥-临界区加锁-申请进入临界区-先测试该临界区是否是上锁的

各种控制表指针

3.进程管理

各种存储器

保存进程P1正文至PCB1

单机系统中-一般是指在PC机（家用机）上使用的操作系统，不能用来架构服务器①主从式-主进程可以自由的使用从进程的资源或数据；从进程受主进的控制；主从关系固定②会话式-通信进程双方可分别称为使用进程和服务进程，使用进程调用服务进程提供服务。              必须得到服务进程的许可；对所提供服务进程的控制有服务进程完成；通信时有固定的连接关系③消息或邮箱机制-无论接收进程是否准备好接收消息，发送进程都将把所发消息送入缓冲区或邮箱④共享存储区方式-通过共享存储区达到互相通信的目的

进程是分配资源的最小单位

04 用P、V原语实现进程互斥

02 消息缓冲机制

3.进程状态及其转化