学习笔记之汤小丹《计算机操作系统第四版》----第二章 进程的描述与控制

• 前趋图：起始结点，终止结点，重量（终止时间）
• 顺序执行特征：顺序性、封闭性、可再现性
• 程序间可并发执行，只要程序间不存在前趋关系。如

其中，s1: a = x + 2; s2: b = y + 4; s3:c = a + b; s4:d = c + b  因此，s1与s2无前趋关系，s1和s2可以并发执行

• 并发执行的特征：间断性、失去封闭性、不可再现性

如：两个程序A,B. A:N = N + 1; B:print(N);N = 0;

情况1： N = N + 1发生在print(N)之前，则N的值变化为：N+1,N+1,0

情况2： N = N + 1发生在print(N)与N=0之间，则N的值变化为：N,N+1,0

情况3： N = N + 1发生在N=0之后，则N的值变化为：N,0,N+1

计算结果与并发程序的执行速度有关！！！

• 进程控制块PCB(Process Control Block):描述进程的基本情况和活动过程，进而控制和管理进程
• 
• 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
• 进程的特征：动态性、并发性（程序没有建立PCB，不能参与并发执行）、独立性、异步性（按各自独立的、不可预知的速度向前推进）
• 进程在并发执行时共享系统资源
• 进程的三种基本状态：

1. 就绪状态：已分配除CPU之外的所有必要资源；就绪队列
2. 执行状态
3. 阻塞状态：由于一些原因阻塞进程，使得进程暂停，等待一段时间后可能引发进程调度；阻塞队列，根据阻塞原因的不同可能有多个阻塞队列

• 三态五换：

• 另两种常见状态：

1. 创建状态
2. 终止状态：进入终止状态的进程以后不能再执行

• 引入挂起（Suspend）操作的原因

1. 终端用户的需要
2. 父进程的请求
3. 负荷调节的需要
4. 操作系统的需要

• 挂起原语：Suspend  激活原语：Active
• 活动就绪   -------》   静止就绪（不会再被调度执行）：使用Suspend
• 活动阻塞   -------》   静止阻塞：在阻塞状态时使用Suspend。当处于静止阻塞的进程在其所期待的事件出现后，它将从静止阻塞变为静止就绪
• 静止就绪   -------》   活动就绪：使用Active
• 静止阻塞   -------》   活动阻塞：使用Active
• PCB的作用：

1. 作为独立运行基本单位的标志
2. 能实现间断性运行方式（PCB保留CPU现场信息）
3. 提供进程管理所需要的信息，如该进程所需要哪些资源
4. 提供进程调度所需要的信息
5. 实现与其他进程的同步与通信

• 
• PCB的组织方式

1. 线性方式
2. 链接方式：具有相同状态的PCB放在一起；阻塞状态的PCB会因为其阻塞原因不同而有多个阻塞队列
3. 索引方式

• 处理机的执行状态：系统态（管态、内核态）、用户态（目态）
• 操作系统三中最基本的支撑功能：中断处理、时钟管理、原语操作
• 子进程可以继承父进程所拥有的资源。当子进程被撤销时，应将其从父进程那里获得的资源归还给父进程。进程不能拒绝其子进程的继承权
• 在Windows中，不存在任何进程层次的概念，所有的进程都具有相同的地位。句柄；句柄可传递
• 引起创建进程的事件

1. 用户登录
2. 作业调度
3. 提供服务
4. 应用请求

• 进程创建的过程：

1. 申请空白PCB
2. 为新进程分配其运行所需的资源
3. 初始化PCB
4. 将新进程插入就绪队列（如果可以插入）

• 并发进程的两种形式的制约关系

1. 间接相互制约关系：访问临界资源
2. 直接相互制约关系

• 每个进程访问临界资源的代码称为临界区

while(true){
    进入区（判断是否可以进入临界区）
    临界区（对临界资源操作）
    退出区（退出临界区）
    剩余区
}

• 同步机制应遵循的规则

1. 空闲让进
2. 忙则等待
3. 有限等待：避免进程陷入死等状态
4. 让权等待：在有限时间到后，若进程还未进入自己的临界区，应释放处理机，该进程转为就绪状态

• 锁机制、信号量机制（不是太明白，争取之后在JAVA的学习中弄明白）
• 信号量只能通过两个原子操作wait(s)和signal(s)来访问，俗称为P、V操作
• 四种信号量

1. 整型信号量
2. 记录型信号量：整型信号量 + 进程链表指针
3. AND型信号量：一次分配进程所需所有资源，避免死锁
4. 信号量集：一次可申请多个资源

• 线程：作为调度和分派的基本单位
• 进程拥有系统资源，而线程本身并不拥有系统资源
• 一个进程下的多个线程共享该进程所拥有的资源
• 同一进程下的所有线程都具有相同的地址空间
• 每个进程都拥有一个独立的地址空间和其他资源
• 每个线程都有用户自己的一个堆栈以及一个核心栈
• 由进程为其下的线程提供资源和运行环境
• Java的运行环境是单进程多线程
• 进程是一个可拥有资源的基本单位
• 线程是独立运行的基本单位
• 线程必须依赖于进程而存在