大工13春《操作系统概论》辅导资料五
大工13春《操作系统概论》辅导资料五主 题：第三章进程管理（第3—4节）
学习时间：2013年4月29日－5月5日
内 容：
第三章进程管理
这周我们将学习第六章中的第3—4节，下面整理出的理念框架供同学们学习。
第三节 进程的描述和管理
一、进程的描述
进程控制块（PCB）是描述进程的数据结构（一个记录信息的表格），记录进程所有的动态信息，进程存在的标志。
动态的进程包括三部分：
程序：进程的主体
数据：进程运行的数据基
进程控制块（PCB）：进程的标识
PCB的功能，记录：
1、进程的标识信息：
进程的ID、父进程ID、用户ID；
2、处理器状态信息：
用户用寄存器、控制和状态寄存器、堆栈指针；
3、进程控制信息：
调度和状态信息、队列链指针、进程间通信信息、
主存使用信息、其他资源信息、得到服务的优先级等。
PCB的作用：记录进程所有相关的信息。
1）标志进程的存在；
2) OS控制、管理进程的依据；
3) 建立进程，建立它的PCB，撤销进程，撤销PCB。
二、进程管理
为方便管理，把相同状态进程的PCB放在一起而构成进程队列，进程队列是一种数据结构。
构成队列的方法：
1、 线性表法：将所有进程的PCB不分状态放在一个表内
注意：一个进程控制块占有多个字节，即将多个表排列在一起！
2、索引方式：将相同状态进程的控制块放在一个表内
图1PCB的表格结构
3、链表方式：以链接的方式将相同状态进程的控制块构成队列。
图2PCB的队列结构
第四节进程控制
一、进程的控制原语
1、什么叫进程控制：对系统中所有进程的生命历程进行控制。
基本进程控制操作包括：建立，撤消，挂起，解挂（激活），改变优先级，阻塞，唤醒，运行等。
2、原语（是一段功能程序）：系统所提供的为实现上述对进程控制的各个功能程序称为原语。
3、进程的族系：系统内只有进程才能建立进程，这种进程的父子关系所形成的进程间的层次（家族）体系，称为进程族系，或称进程树。
4、建立进程原语
1）建立进程原语：用于父进程建立子进程，即实现：
建立子进程的PCB
初始化PCB（填入参数）
分配存储空间
将子进程PCB插入就绪队列
2）建立进程原语的PASCAL语言描述：
procedure Create(n, s0, k0, m0, r0，acc)
begin
/*请求分配进程控制块空间
i:= Get Internal Name(n);
/*初始化进程控制块
id(I):= n;
priority(I):=K0;
cpustate(I):=S0;
main Store(I):= M0;
resources(I):=R0;
status(I):= ‘ Readys’;
parent(I):= CALLER;
set Accounting Data;
/*插入就绪队列
insert(RL,I);
end
5、挂起进程原语
功能：挂起自身或它的子孙进程，但不能挂起其他族系进程，例如可以：
1）把发命令的进程挂起
2）把具有指定标识符（进程名）的进程挂起
3）把某进程及其部分或全部子孙进程挂起
注：正在运行的进程挂起，则重新调度，非运行进程挂起，不调度。
6、解挂进程原语
恢复进程的活动状态，进程可将自己挂起，但不能自己解挂。
7、撤消进程原语
进程完成任务后撤消，包括：
1）撤消指定标识符的进程
2）撤消它的一个子进程及其该进程所有的子孙
原语的特点在于其不可分割性；原语的重要性在于它控制进程的状态。
8、改变进程优先数原语
优先数表示了该进程的重要程度，重要的进程可先投入运行。在系统运行的过程中，优先数可以根据一定的原则加以改变，以防止优先数低的进程总是得不到运行。
影响优先数的因素：
1）原优先数（静态优先数）：标志了重要程度，价格、费用；作业的类型：联机、脱机。
2）进程的类型： 系统进程>用户进程；I/O进程>CPU进程。
3）进程使用的资源量：时间累积越多，优先数变低
4）进程的等待时间：等待的时间越长，优先数变高
二、操作系统与进程控制的执行
1、操作系统得到控制
中断驱动方式：通过中断方式使操作系统得到CPU使用权。
时钟中断：时间片到时、定时时钟唤醒--转进程调度；
I/O设备中断：I/O完成—唤醒阻塞进程，转进程调度程序；
存储访问故障中断：进程访问的地址不在内存—进程切换；
访问管理程序中断：进程使用访管指令—启动管理程序。（注意：目态和管态之间的切换将增加系统的开销！）。
2、操作系统的执行方式
1）非进程的内核模式（早期操作系统模式）
操作系统与用户进程分离，OS运行时执行内核模式。
2）在用户进程内部执行（UNIX方式）
-操作系统地址空间包含在每个进程的地址空间之内；
-操作系统在用户地址空间内执行；
-无进程间的切换（减少系统开销）。（
3）操作系统进程方式（WINDOW NT方式）
-操作系统的功能由系统进程构成；
-用户进程—操作系统进程构成客户/服务器模式；
-操作系统模块有较高的独立性。
填空题
1、进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（）。
A、可以有多个进程控制块
B、可以和其他进程共用一个进程控制块
C、可以没有进程控制块
D、只能有唯一的进程控制块
2、进程有三种基本特征，可能的状态转换是（）。
A、就绪状态到运行状态、就绪状态到挂起状态、挂起状态到运行状态
B、就绪状态到运行状态、就绪状态到挂起状态、运行状态到挂起状态
C、就绪状态到等待状态、等待状态到就绪状态、运行状态到等待状态
D、运行状态到就绪状态、等待状态到就绪状态、运行状态到等待状态
3、下面（）不是进程控制块（PCB）的内容之一。
A、进程打开文件
B、进程调度信息
C、虚拟内存信息
D、完整的程序代码
4、一个进程被唤醒意味着（）。
A、该进程重新占有了CPU
B、进程状态变为就绪
C、它的优先权变为最大
D、其PCB移至就绪队列的队首
5、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。
A、由就绪变运行
B、由运行变就绪
C、由等待变运行
D、由等待变就绪
参考答案
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