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今天我们进入进程的状态与转换、进程控制的学习。
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进程的三种基本状态
进程是程序的一次执行。在这个执行过程中,有时进程正在被CPU处理,有时又需要等待CPU服务,可见, 进程的状态是会有各种变化。为了方便对各个进程的管理,操作系统需要将进程合理地划分为几种状态。
进程的三种基本状态:运行态、就绪和阻塞态。运行态占有CPU,并在CPU上运行;就绪态已经具备运行条件,但由于没有空闲CPU,而暂时不能运行;阻塞态因等待某一事件而暂时不能运行。
注意:单核处理机环境下,每时刻最多只有一个进程处于运行态。(双核环境下可以同时有两个进程处于运行态);就绪态时进程已经拥有了除处理机之外所有需要的资源,一旦获得处理机,即可立即进入运行态开始运行。即:万事俱备,只欠CPU;阻塞态如如:等待操作系统分配打印机、等待读磁盘操作的结果。CPU是计算机中最昂贵的部件,为了提高CPU的利用率,需要先将其他进程需要的资源分配到位,才能得到CPU的服务。
进程状态的转换
运行态->阻塞态是一种进程自身做出的主动行为
阻塞态->就绪态是不是进程自身能控制的,是一种被动行为
注意:不能由阻塞态直接转换为运行态,也不能由就绪态直接转换为阻塞态(因为进入阻塞态是进程主动请求的,必然需要进程在运行时才能发出这种请求)
程序运行结束或者在运行中遇到不可修复错误即转换为终止态。
进程控制
进程控制的主要功能是对系统中的所有进程实施有效的管理,它具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程状态转换等功能。简而言之是实现进程状态转换。
如何实现进程控制
用原语实现进程控制。原语的特点是执行期间不允许中断,只能一气呵成。这种不可被中断的操作即原子操作。
原语采用“关中断指令”和“开中断指令”实现
显然,关/开中断指令的权限非常大,必然是只允许在核心态下执行的特权指令。
原语做的三类事情:
1.更新PCB中的信息(如修改进程状态标志、将运行环境保存到PCB、从PCB恢复运行环境)
a.所有的进程控制原语一定都会修改进程状态标志
b.剥夺当前运行进程的CPU使用权必然需要保存其运行环境
c.某进程开始运行前必然要恢复期运行环境
2.将PCB插入合适的队列
3.分配/回收资源