进程与程序的区别

第二章处理器管理

进程与程序的区别：程序是静止的进程是动态的。进程包括程序和程序处理的对象（数据集）。进程能得到程序处理的结果。进程和程序并非一一对应的。一各程序运行在不同的数据集上就构成了不同的进程。通常把进程分为系统进程和用户进程两大类。把完成操作系统功能的进程就称为系统进程，而完成用户功能的进程则称为用户进程。

程序分为三个可独立执行的程序模块：输入程序，处理程序，打印程序。

把一个程序在某个数据集上的一次执行称为进程。每个进程都包含程序、数据集和进程控制块三个组成部分。

让多个计算机同时进入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种程序设计方法称为多道程序设计，这样的计算机系统称为多道程序设计系统。对具有处理器与外围设备并行工作能力的计算机采用多道程序设计的方法后，能充分发挥处理器的使用效率，增加单位时间的算题量。

把一个程序在一个数据集上的一次执行称为一个进程。

程序是静止的，进程是动态的。

进程有三种基本状态：

等待态——等待某一事件；

就绪态——等待系统分配处理器运行；

运行态——正在占有处理器运行。

进程状态变化的情况：

（1）、运行态→等待态；

（2）、等待态→就绪态；

（3）、运行态→就绪态；

（4）、就绪态→运行态。

根据上述四个基本属性可概括为进程具有如下三个特征：

·动态性进程是程序的一次执行过程，在执行的过程中进程状态不断发生变化；

·并发性若干进程是可同时执行的，它们轮流占用处理器交替执行；

·异步性进程的执行速度取决于自身与外界原因以及进程调度策略，因此以不可预知的速度向前推进。···········

在计算机系统中，进程控制块就是对进程进行管理和调度的信息集合。它包括四类信息：（1）、标识信息。用于标识一个进程。

（2）、说明信息。用于说明进程情况。

（3）、现场信息。用于白流当前运行进程暂时让出处理器时存放在处理器中的各种信息，以便能在继续运行时得以恢复。

（4）、管理信息。用于管理进程。

一个被创建的进程是由它的进程控制块中的进程名来标识的。

操作系统依据进程控制块对进程控制和管理。

操作系统中往往设计一些能完成特定功能且不可中断的过程。这些不可中断的过程称为原语。用于控制进程的原语有：

1、创建原语。为一个程序分配一个工作区和建立一个进程控制块，并置该进程为就绪状态。

2、撤销原语。一个进程完成工作后，收回它的工作区和进程控制块。

3、阻塞原语。进程运行过程中发生等待事件时，把进程状态改为等待态。

4、唤醒原语。当进程等待的事件发生时，把进程的状态改为就绪态。

一个进程从所在的队列中退出称为出队。一个进程排入戴一个指定的队列中称为入队。系统

中负责进程入队和出队的工作称为队列管理。

在不同的计算机系统中，引起中断的事件不尽相同。但从中断事件的性质来说，一般可以分为下述几类：

1、硬件故障中断。它是由机器故障造成的。

2、程序中断。这是由于程序执行到某条机器指令时出现的各种问题而引起的中断。

3、外部中断。这是由各种外部事件引起的中断。

4、输入/输出中断。输入输出控制系统发现外围设备完成了输入输出操作而引起的中断，或

在执行输入输出操作时通道或外围设备产生错误而引起的中断。

5、访管中断。它是正在运行的进程为了请求调用操作系统的某个功能而执行一条访管指令

所引起的中断。

自愿中断事件是由处理器执行指令时根据指令中的操作码捕俘到的。强迫性中断事件是由硬件的中断装置发现的。通常在处理器执行完一条指令后，硬件的中断装置立即检查有无强迫性中断事件的发生。无论发生哪类中断事件，都由硬件的中断装置暂停现行进程的运行，而让操作系统的中断处理程序占用处理器。这一过程称为中断响应。

各类中断事件的处理原则大致如下：

1、硬件故障中断事件的处理

2、程序中断事件的处理

3、外部中断事件的处理

4、输入/输出中断事件的处理

5、访管中断事件的处理

在操作系统中，把磁盘上用来存放作业信息的专用区域称为输入井。

把在输入井中等待处理的作业称为后备作业。

从输入井中选取后备作业装入主存储器的工作称为作业调度。

从就绪进程中选取一个进程，让它占用处理器的工作称为进程调度。

作业调度算法，在设计调度算法时，考虑如下原则：

1、公平性——对用户公平，不能无故或无限制地拖延一个作业的执行。

2、平衡资源使用——尽可能地使系统资源都处于忙碌。

3、极大的流量——在单位时间内为尽可能多的作业服务，保证计算机系统的吞吐能力。周转时间和平均周转时间和选用的调度算法有关。

作业调度算法有：

1、先来先服务算法

2、计算时间短的作业优先算法

3、响应比高者优先算法

4、优先级调度算法

5、均衡调度算法

引起进程切换的有：

1、一个进程从运行状态变成等待状态

2、一个进程从运行状态变成就绪状态

3、一个进程从等待状态变成就绪状态

4、一个进程完成工作后被撤销

常用的进程调度算法有以下几种：

1、先来先服务调度算法

2、最高优先级调度算法

3、时间片轮转调度算法

线程是进程中可独立执行的子任务。

一个进程中可以有一个或多个线程，每个线程都应有一个惟一标识符和一张线程描述表。线程描述表用来记录线程执行的现场信息及状态等。

进程是资源分配单位，而线程是调度、执行单位。

采用多线程技术有明显的优越性：

1、减少了进程也就节省了分配进程控制块和工作区的开销。

2、创建线程需为线程建立一张“线程描述表”，以记录线程的活动情况，但不需要另行分

配资源，创建速度快。

3、线程间的信息传递在同一主存空间（进程所拥有的主存空间）中进行，不需要额外的通

信机制，且传递速度快。

4、线程能独立执行，能充分利用和发挥处理器与外围设备的并行工作能力。

线性有如下的基本属性：

1、同一进程中的各线程驻留在分配给进程的主存地址空间中，且共享该进程的所有资源

2、一个线程被创建后便开始了它的生命周期，直至执行结束而终止。线程在生命周期内会

经历等待态、就绪态和运行态等分各种状态变化。

3、线程是处理器的独立调度单位，多个线程可以并发执行。在单处理器的计算机系统中，

各线程交替占用处理器。在多处理器的计算机系统中，各线程可同时占用不同的处理器。

4、不同的线程可以执行相同的程序，即同一个服务程序若被不同用户调用时操作系统就为

它们创建不同的线程。

处理器的分配需经过两级调度。首先是作业调度，它使进程具有竞争处理器的机会。然后是进程调度，它来决定把处理器分配给哪个进程运行。

中断是激活操作系统的手段。