操作系统进程管理之进程的概述（一）

在计算机操作系统中，进程是资源分配的基本单位，也是独立运行的基本单位。

1、 引入进程的原因

a)        在现代计算机操作系统中，内存中通常存放多道程序，这些程序并发执行，为了描述并发程序执行时的特征，引入了进程这个概念。操作系统中引入进程的目的是为了使多道程序并发执行，以改善资源利用率及提高系统吞吐量。

2、 前趋图的定义

a)        前趋图是一个有向无循环图，用于描述程序、程序段或语句执行的先后次序，每个结点可以表示一个语句、一个程序段或一个进程，结点间的有向边表示两个结点之间存在的前趋关系à；

b)       直接前驱：如果Pi->Pj，则称Pi是Pj的直接前驱；

c)        直接后继：如果Pi->Pj，则称Pj是Pi的直接后继；

d)       前驱：如果Pi->Pj…->Pk->Pm，则称Pi是Pk的前驱；

e)        后继：如果Pi->Pj…->Pk->Pm，则称Pk是Pi的后继；

f)        初始结点：没有前驱的结点称为初始结点（Pi）；

g)       终止结点：没有后继的结点称为终止结点（Pm）。

3、 程序的顺序执行

a)        定义：一个程序通常由若干个操作组成，这些操作必须按照某种先后次序执行，仅当前一个操作执行完成后才能执行后继操作，这类计算过程就是程序的顺序执行过程。

b)       特征：

                       i.             顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行，只有当上一个操作完成后，下一个操作才能开始执行；

                     ii.             封闭性：程序一旦开始运行，其执行结果不受外界因素影响；

                   iii.             可再现性：只要程序执行时的初始条件和执行环境相同，当程序重复执行时，都将获得相同的结果。

4、 程序的并发执行

a)        定义：程序的并发执行是指若干个程序或程序段同时在系统中运行，这些程序或程序段的执行在时间上是重叠的，一个程序或程序段的执行尚未结束，另一个程序或程序段的执行已经开始。

b)       特征：

                       i.             间断性：程序在并发执行时，由于它们共享资源或为完成同一项任务而相互合作，致使并发程序之间形成了相互制约关系。这种相互制约关系将导致并发程序具有“执行-暂停-执行”这种间断性的活动规律；

                     ii.             失去封闭性：程序在并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，致使程序的运行失去封闭性；

                   iii.             不可再现性：程序并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致失去其运行结果的可再现性。

5、 程序并发执行的条件

a)        定义的表示法：

                       i.             R(Pi)={a1,a2,…,am}表示程序段Pi在执行期间要引用的所有变量的集合，称为读集；

                     ii.             W(Pi)={b1,b2,…,bn}表示程序段Pi在执行期间要改变的所有变量的集合，称为写集。

b)       并发执行的条件

                       i.             R(P1)与W(P2)的交集为空；

                     ii.             R(P2)与W(P1)的交集为空；

                   iii.             W(P1)与W(P2)的交集为空。

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