1、进程的基本概念
2、进程的控制
3、进程同步
4、经典的进程同步互斥问题
5、进程通信
6、线程定义及实现
步骤阅读
方法/步骤
共1图 1 进程的基本概念为了提高计算机系统中各种资源的利用率，现代操作系统广泛采用多道程序技术（multi-programming），使多个程序同时在系统中存在并运行。描述进程的数据结构——进程控制块（pcb）一个进程应该包括：程序的代码；程序的数据；pc中的值，用来指示下一条将运行的指令；一组通用的寄存器的当前值，堆、栈；一组系统资源（如打开的文件）程序是文本，是语句的描述（静态）进程是运行中的程序，含有上下文信息（动态）结构特征：程序段、相关的数据段、pcb构成了进程实体动态性：进程是进程实体的一次执行，进程的状态总是在变化，pcb的内容总是在变化并发性：多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间内同时运行（宏观上）独立性：独立运行和资源调度的基本单位。每个进程都有“自己”的pc和内部状态，运行时独立于其他的进程（逻辑pc和物理pc）异步性：以各自独立的、不可预知的速度向前推进
2 进程的控制running运行 blocked阻塞 ready就绪进程的三种基本状态1) 就绪(ready)状态：进程一旦获得cpu就可以投入运行的状态2) 执行状态：进程获得cpu正在运行的状态3) 阻塞状态：进程由于等待资源或某个事件的发生而暂停执行的状态运行à阻塞等待i/o的结果等待某一进程提供输入运行à就绪运行进程用完了时间片运行进程被中断，因为一高优先级进程处于就绪状态就绪 à 运行调度程序选择一个新的进程运行阻塞 à就绪当所等待的事件发生时
3 进程同步两个进程使用相同的一个共享一个资源（如共享文件，打印机等）引出进程同步问题。进程在运行过程中所做的工作分为两类：内部计算（不会导致竞争条件）对共享内存或共享文件的访问（可能导致竞争条件）我们把完成第二类工作的程序称为“临界区”，把需要互斥访问的共享资源称为“临界资源”。如果我们能设计出某种方法，使得任何两个进程都不会同时出现在临界区中，就可以避免竞争条件的出现。由dijkstra把整型信号量定义为一个整型量，除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作(atomic operation) wait(s)和signal(s)来访问。这两个操作一直被分别称为p、v操作。wait(s): while s≤0 do no-op s:=s-1;signal(s): s:=s+1;
4 经典的进程同步互斥问题4.1有3个客户在某天的日常生活中使用了某个 atm 自动取款机。假设他们对 atm 的使用顺序是 a 到来，a 进入， b 到来， c 到来， a 离开，b 进入， b 离开， c 进入， c 离开。4.2某阅览室，最多可容纳100名读者同时阅览，当阅览室中少于100名读者时，阅览室外等候的读者可以立即进入，否则需要在外面等待。每个读者可看成一个进程。semaphore seats；seats.value=100;while(阅览时间){wait(seats);进入阅览室；阅读；离开阅览室；signal(seats);}4.3司机与售票员while(上班时间){发动汽车；正常运行；到站停车；}while(上班时间){关闭车门；售票；打开车门；}4.4两个并发进程的读写设有一个缓冲区buffer，大小为一个字节（如图）。compute进程不断产生字符，送buffer，print进程从buffer中取出字符打印。如不加控制，会出现多种打印结果，这取决于这两个进程运行的相对速度。在这众多的打印结果中，只有compute和print进程的运行刚好匹配的一种是正确的，其它均为错误。semaphore s_empty； // 缓冲区是否为空，初值为1semaphore s_full; // 是否有数据写入，初值为0while(计算未完成){ p(s_empty);write_data( )；v(s_full);}computewhile(打印未完成){p(s_full)； print_data( )； v(s_empty);}print4.5有一个仓库，可以存放a和b 两种产品。要求：1)每次只能存入一种产品(a或b)；2)-n
5 进程通信低级通信：只能传递状态和整数值（控制信息），包括用来实现进程同步和互斥的信号量和管程机制。优点是速度快。缺点是：传送信息量小：每次通信传递的信息量固定，若需要传递较多信息，就得进行多次通信。编程复杂：用户需要直接去实现通信的细节，编程复杂，容易出错。高级通信：能够传送任意数量的数据，包括三类：共享内存、管道、消息。
6 线程定义及实现进程当中的一条执行流程叫线程。进程是资源分配单位，线程是cpu调度单位；进程拥有一个完整的资源平台，而线程只独享必不可少的资源，如寄存器和栈；线程同样具有就绪、阻塞和执行三种基本状态，同样具有状态之间的转换关系；线程 ＝ 轻量级进程（lightweight process）用户线程：在用户空间实现，时间片分配给进程；内核线程：在内核中实现，时间片分配给线程；