计算机操作系统（慕课版）第二章学习笔记

第二章学习笔记

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1.1 前趋图描述程序执行
前趋图：用于描述程序执行先后顺序
定义：一个有向无循环图，是一个二元组，由结点的集合和有向边组成。其中：
结点：表示一条语句、一个程序段或一个进程
有向边：两个结点之间的前趋关系“→”

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2.1 进程的描述
进程的定义：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。
进程是一个既能用来共享资源，又能描述程序并发执行过程的系统基本单位。
进程是程序的一次执行。

2.2 进程的特征
动态性、并发性、独立性、异步性。

2.3 进程的基本状态及转换
就绪态:进程获得了除处理机以外的所有资源，等待被调入CPU。
运行态（执行态）：占有处理机正在执行的进程状态。在单CPU环境下，该状态至多只有一个。在多CPU环境下，该状态进程数<=CPU数
阻塞态（等待态）：等待除CPU以外的其他资源的进程的状态。
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①就绪→执行：调度。调度程序选择一个新的进程运行。
②执行→就绪：时间片用完；运行进程被中断，因为一高优先级进程处于就绪状态。
③执行→等待：等待某个事件发生而暂时无法执行，放弃处理机。
④等待→就绪：因等待的事件发生而唤醒。

2.4 进程的挂起状态
进程在非运行态下的一种被换至外存，从而不接受调用的静止状态。我们把这种静止状态称为挂起状态。包括就绪挂起和阻塞挂起。

3.1 PCB

PCB是进程的一部分，常驻内存。
进程实体包括：进程控制块（PCB）、程序段、相关数据段。

3.2 PCB的作用
PCB是每个进程在OS中的登记表项（处于核心段，通常不能由应用程序自身的代码来直接访问，而要通过系统调用访问）。

4.1 进程控制概念
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各种状态间的转换，从而达到多进程高效率并发执行和协调，实现资源共享的目的。

进程管理最基本的功能
一般由OS内核中的原语实现
进程创建----进程终止----进程阻塞与唤醒----进程挂起与激活

4.2 原语
原语：系统状态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语。

原语的特点：

a、具有独立的系统功能；
b、在系统态运行；
c、不允许中断或不允许并发；
d、是一个不可分割的基本单位。

4.3 进程的创建过程（记忆中的重点）
申请空白的PCB，为新建立的进程分配资源，初始化PCB，将新进程插入就绪队列

5 进程通信
5.1 高级通讯机制类型
共享存储器系统、管道通信、消息通信方式

5.2 共享存储器系统

基于共享数据结构的通讯方式（低效，只适于传递少量数据）
基于共享存储区的通讯方式（高效，进程可通过对共享存储区进行读或写数据实现通讯。）

5.3 管道通信机制
管道通信方式也称共享文件方式，能够连接一个读进程和一个写进程，并允许他们以先进先出方式进行通信的一个共享文件，又名pipe文件。

5.4 消息传递系统
在消息传递系统中，进程间的数据交换是以消息(message，在计算机网络中又称报文)为单位。程序员直接利用系统提供的一组通讯命令（原语）来实现通讯。

6 线程
6.1 线程概念
线程：线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。

6.2 线程和进程的比较
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6.3 进程的状态
(1) 执行状态，表示线程已获得处理机而正在运行；
(2) 就绪状态，指线程已具备了各种执行条件，只须再获得CPU便可立即执行；
(3) 阻塞状态，指线程在执行中因某事件受阻而处于暂停状态，例如，当一个线程执行从键盘读入数据的系统调用时，该线程就被阻塞。