操作系统实用教程第4章处理器管理课件.ppt
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1、操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章第章处理器管理处理器管理内内容容框框架架 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003|学习目标与学习内容学习目标与学习内容|如何使用Windows 2003任务管理器?|什么是进程与线程什么是进程与线程?Windows 2003进程与线程进程与线程 是怎是怎么样的?么样的?|什么是进程通信与同步什么是进程通信与同步?有哪些算法?如何实现?有哪些算法?如何实现?|什么是进程调度与死锁什么是进程调度与死锁?有哪些算法?如何实现?有哪些算法?如何实现
2、?|什么是多线程?如何实现什么是多线程?如何实现?第章第章处理器管理处理器管理操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003|学习目标:理解引入进程机制能有效解决多道程序学习目标:理解引入进程机制能有效解决多道程序设计中的程序并行执行问题,提高计算机资源的利用设计中的程序并行执行问题,提高计算机资源的利用率。其中要求:掌握率。其中要求:掌握Windows 2003的任务管理器使的任务管理器使用;进程的定义、状态;理解进程控制;理解并发进用;进程的定义、状态;理解进程控制;理解并发进程之间的互斥与同步;理解进程的调度;理解进程的程之间的互斥与同步;理解进程的调度;理解进程的死锁以及产生死
3、锁的必要条件、排除死锁的策略以及死锁以及产生死锁的必要条件、排除死锁的策略以及实现;了解线程的概念以及多线程的实现。实现;了解线程的概念以及多线程的实现。|学习内容:学习内容:Windows2003任务管理、进程与线程、任务管理、进程与线程、进程通信、进程调度、多线程进程通信、进程调度、多线程。第章第章处理器管理处理器管理操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理|概述:概述:任务管理器是任务管理器是Windows系统中自带的软件,用于对计算机运行系统中自带的软件,用于对计算机运行状况进行检测监控。程序名为状况进行检测监控。程序名为taskmgr.exe
4、|启动任务管理器方法启动任务管理器方法|认识任务管理器:认识任务管理器:应用程序、进程性能、联网、用户查看和操作应用程序、进程性能、联网、用户查看和操作|任务管理器应用技巧:任务管理器应用技巧:l同时最小化多个窗口同时最小化多个窗口 l降低降低BT软件的资源占用率软件的资源占用率 l禁用任务管理器禁用任务管理器 l打开处理器的超线程打开处理器的超线程 4.1 Windows 2003任务管理任务管理操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003|讨论题讨论题:、如何结束进程?、如何结束进程?、任务管理有何用处?如何打开任务管理器?、任务管理有何用处?如何打开任务管理器?、如果你不希望他
5、人私自操作你的电脑任务管、如果你不希望他人私自操作你的电脑任务管理器理器,你该如何处理?,你该如何处理?、什么是、什么是超线程技术?超线程技术?4.1 Windows 2003任务管理任务管理第章处理器管理第章处理器管理操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理|进程的定义和描述l进程进程(process):是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。一次动态执行过程。l进程和程序区别和联系进程和程序区别和联系:进程是动态的,程序是静态的。程序是代码的集合;进程是程序的执行。进程是动态的,
6、程序是静态的。程序是代码的集合;进程是程序的执行。进程是暂时的,程序是永久的。进程是状态变化的过程;程序可长久保存。进程是暂时的,程序是永久的。进程是状态变化的过程;程序可长久保存。进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程控制块进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程控制块 进程与程序是密切相关的。一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一进程与程序是密切相关的。一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程可包括多个程序。进程可创建其他进程,而程序并不能形成新的程序。个进程可包括多个程序。进程可创建其他进程,而程序并不能形成新的程序。进程是程序代码的执行过程,但并不是所
7、有代码执行过程都从属于某个进程。进程是程序代码的执行过程,但并不是所有代码执行过程都从属于某个进程。4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理l进程控制块(进程控制块(PCB):):是由操作系统维护的用来记录进程相关信息的数是由操作系统维护的用来记录进程相关信息的数据结构。据结构。进程描述信息:进程描述信息:进程标识符进程标识符(process ID)、进程名、用户标识符、进程名、用户标识符(user ID)和进程组和进程组(process group)等等进程控制信息:进程控制信息:当前状态、优先级、代码执行入口地
8、址、程序的外存当前状态、优先级、代码执行入口地址、程序的外存地址、运行统计信息(执行时间、页面调度)、进程阻塞原因等地址、运行统计信息(执行时间、页面调度)、进程阻塞原因等资源占用信息:资源占用信息:进程占用的系统资源列表进程占用的系统资源列表 处理器现场保护结构:处理器现场保护结构:保存寄存器值保存寄存器值 l进程上下文进程上下文:对进程执行活动全过程的静态描述,包括进程的用户地址空对进程执行活动全过程的静态描述,包括进程的用户地址空间内容、处理器中寄存器内容及与该进程相关的核心数据结构等间内容、处理器中寄存器内容及与该进程相关的核心数据结构等分成用户级上下文分成用户级上下文寄存器级上下文寄
9、存器级上下文系统级上下文。系统级上下文。4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理|线程的概念线程的概念 l线程线程(Thread):是一个动态的对象,它是处理器调度的基本单位,表示进是一个动态的对象,它是处理器调度的基本单位,表示进程中的一个控制点,执行一系列的指令。程中的一个控制点,执行一系列的指令。l线程的优点:线程的优点:线程的创建时间比进程短;线程的创建时间比进程短;线程的终止时间比进程短;线程的终止时间比进程短;同进程内的线程切换时间比进程短;同进程内的线程切换时间比进程短;线程可直接进行不通过内核进行通
10、信。线程可直接进行不通过内核进行通信。l内核线程内核线程(kernel-level thread):是指由操作系统内核完成创建和撤是指由操作系统内核完成创建和撤销,用来执行一个指定的函数线程。销,用来执行一个指定的函数线程。l用户线程用户线程(user-level thread):是指不依赖于操作系统核心,由应用是指不依赖于操作系统核心,由应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制的线程。进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制的线程。4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理|进程
11、与线程的比较进程与线程的比较 l地址空间资源地址空间资源l通信关系通信关系l 调度切换调度切换|进程的状态转换进程的状态转换 l五状态进程模型五状态进程模型 4.进程与线程的概念进程与线程的概念 运行状态(Running)、就绪状态(Ready)、阻塞状态(Blocked)、创建状态(New)、退出状态(Exit)操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理l五状态进程模型的状态转换五状态进程模型的状态转换(1)创建新进程创建新进程(2)收容收容(Admit,也称为提交也称为提交)(3)调度运行调度运行(Dispatch)(4)释放释放(Release)(
12、5)超时(超时(Timeout)(6)事件等待(事件等待(Event Wait)(7)事件出现(事件出现(Event Occurs)4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理l挂起进程模型挂起进程模型单挂起进程模型单挂起进程模型4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理双挂起进程模型双挂起进程模型 4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理4.进程与线程的概念进程
13、与线程的概念 l挂起(挂起(suspend):):把一个进程从内存转到外存把一个进程从内存转到外存 阻塞到阻塞挂起阻塞到阻塞挂起 就绪到就绪挂起就绪到就绪挂起运行到就绪挂起运行到就绪挂起l激活(激活(activate):):把一个进程从外存转到内存把一个进程从外存转到内存 就绪挂起到就绪就绪挂起到就绪 阻塞挂起到阻塞阻塞挂起到阻塞 l事件出现(事件出现(event occur):):进程等待的事件出现,如操作完成、申请进程等待的事件出现,如操作完成、申请成功等;成功等;阻塞到就绪阻塞到就绪 阻塞挂起到就绪挂起阻塞挂起到就绪挂起 l收容收容(admit):收容一个新进程,进入就绪状态或就绪挂起状
14、态。收容一个新进程,进入就绪状态或就绪挂起状态。操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理4.进程与线程的概念进程与线程的概念|Windows 进程进程 l进程的创建和退出进程的创建和退出:一个进程可利用系统调用功能来创建新的进程,创一个进程可利用系统调用功能来创建新的进程,创建者称为父进程,而被创建的新进程称为子进程。建者称为父进程,而被创建的新进程称为子进程。通过相应的系统调用进行的,也称为通过相应的系统调用进行的,也称为“进程终止进程终止”。在。在进程的退出过程中,操作系统要删除系统维护的相关数据结构并回收进程占用进程的退出过程中,操作系统要删除系
15、统维护的相关数据结构并回收进程占用的系统资源的系统资源 l进程的阻塞和唤醒进程的阻塞和唤醒:进程在执行过程中会因为等待进程在执行过程中会因为等待I/O操作完成或等操作完成或等待某个事件出现而进入阻塞状态。当处于阻塞状态的进程所等待的操作完成或待某个事件出现而进入阻塞状态。当处于阻塞状态的进程所等待的操作完成或事件出现时,进程将会从阻塞状态唤醒而进入就绪状态。用户可通过相应系统事件出现时,进程将会从阻塞状态唤醒而进入就绪状态。用户可通过相应系统调用来等待某个事件或唤醒某个阻塞进程。调用来等待某个事件或唤醒某个阻塞进程。操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器
16、管理4.进程与线程的概念进程与线程的概念 lWindows 2003进程管理进程管理:Windows 中的进程是系统资源分配的基中的进程是系统资源分配的基本单位。本单位。Windows 进程是作为对象来管理,进程对象的属性包括:进程标识进程是作为对象来管理,进程对象的属性包括:进程标识(PID)、资源访问令牌资源访问令牌(Access Token)、进程的基本优先级、进程的基本优先级(Base Priority)和默认亲合处理和默认亲合处理器集合器集合(Processor Affinity)等等 :线程块列表、虚拟地址线程块列表、虚拟地址空间描述表、空间描述表、对象句柄列表对象句柄列表Win3
17、2子系统的进程控制系统调用:子系统的进程控制系统调用:CreateProcess(创建新进程(创建新进程及其主线程)及其主线程)、ExitProcess(终止一个进程和它的所有线程)、(终止一个进程和它的所有线程)、TerminateProcess(终止指定的进程和它的所有线程)。(终止指定的进程和它的所有线程)。Windows 2003程序调试机制程序调试机制操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003第章处理器管理第章处理器管理4.进程与线程的概念进程与线程的概念|Windows 线程线程 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003|讨论题讨论题:、什么是进程?什么是
18、线程?进程和线程的区别是什么?、什么是进程?什么是线程?进程和线程的区别是什么?、进程调度有哪几种算法?、进程调度有哪几种算法?、Windows 2003如何进行进程管理的?如何进行进程管理的?、Windows 2003中的每个中的每个Win32进程都由一个执行体进程都由一个执行体进程块表示进程块表示,该执行体进程块中的主要内容包括,该执行体进程块中的主要内容包括 哪些?哪些?5、请说明进程模型中等待状态和阻塞状态的区别。、请说明进程模型中等待状态和阻塞状态的区别。第章处理器管理第章处理器管理4.进程与线程的概念进程与线程的概念 操作系统实用教程操作系统实用教程windows2003|进程间通
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