总结操作系统进程管理部分知识

1 程序顺序执行时的特征： 1
2 程序段、数据段和PCB构成了进程的实体。 1
3 进程特征： 1
4 进程定义： 1
5 进程的基本状态： 1
6 PCB的作用： 1
7 PCB中的信息： 1
8 进程控制块的组织方式： 2
9 进程创建过程： 2
10 进程终止过程： 2
11 两种形式的制约关系： 2
12 临界区： 2
13 同步机制遵循的原则： 2
14 整形信号量： 2
15 结构体定义： 2
16 记录型信号量： 3
17 And信号量 3
18 信号量集 4

1 程序顺序执行时的特征：

顺序性、封闭性、可再现性。

2 程序段、数据段和PCB构成了进程的实体。

3 进程特征：

结构特征、独立性、异步性、动态性、并发性。

4 进程定义：

是系统分配和调度资源的独立单元。

5 进程的基本状态：

阻塞、执行、就绪。还有一种附加的挂起状态。

6 PCB的作用：

是进程存在的唯一标志。

7 PCB中的信息：

进程标识符、处理器信息、进程调度信息、进程控制信息。

8 进程控制块的组织方式：

链接、索引。

9 进程创建过程：

申请空白PCB，为新进程分配资源，初始化PCB，插入就绪队列。

10 进程终止过程：

检索进程PCB,读出其状态；若处于执行状态，则立即终止，置调度标志为真；若是父进程，将其子孙全部终止；终止进程拥有的所有资源；从所在队列中移除PCB。

11 两种形式的制约关系：

直接/间接相互制约关系。

12 临界区：

访问临界资源的代码段。

13 同步机制遵循的原则：

空闲则进，忙则等待，有限等待，让权等待。

14 整形信号量：

S初始为1
Wait(s) : {
while s<=0 do no-op;
            s--;
}
Signal(s): s++;

15 结构体定义：

typedef struct _RuleListNode
{
    ListHead *RuleList;         /* The rule list associated with this n
4000
ode */
    int mode;                   /* the rule mode */
    int rval;                   /* 0 == no detection, 1 == detection event */
    char *name;                 /* name of this rule list (for debugging)  */
    struct _RuleListNode *next; /* the next RuleListNode */
} RuleListNode;
RuleListNode Node1;
等价于：
struct _RuleListNode
{
    ListHead *RuleList;         /* The rule list associated with this node */
    int mode;                   /* the rule mode */
    int rval;                   /* 0 == no detection, 1 == detection event */
    char *name;                 /* name of this rule list (for debugging)  */
    struct _RuleListNode *next; /* the next RuleListNode */
} ;
struct _RuleListNode Node1;

16 记录型信号量：

Struct semaphore
{
  Int value;
  Struct ProcessList L;
}
Wait(S)
{ 
Struct semaphore S;
S.value--;
If(S.value<0)
  Block(S,L);
}
Signal(S)
{
Struct semaphore S;
S.value++;
If(S.value<=0)
Wakeup(S,L);
}
现在我们假设我的电脑有两台打印机，所以S.value的初值为2，表示系统打印机的数目，称为资源信号量。进程B请求打印，那么系统对它执行一次wait操作，执行S.value:=S.value-1语句后S.value减1，S.value的值变为1,表示有一个资源空闲。执行if语句，S.value不小于0，结束。然后又来了一个进程B请求打印，系统对它又执行一次wait操作，执行S.value:=S.value-1语句后S.value减1，S.value的值变为0，表示没有空闲的资源。执行if语句，S.value不小于0，结束。又来一个进程C请求打印，系统对它又执行一次wait操作，执行S.value:=S.value-1语句后S.value减1，S.value的值变为-1，表示有一个进程没有得到打印机资源。执行if语句，S.value小于0，执行block(S,L)，进行自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表S.L中。此时S.value的绝对值表示了在该信号量链表中已阻塞进程的数目。所以这个时候阻塞的进程为一个，即是进程C。
      系统运行了一段时间后，A进程结束，在结束前执行了signal操作，当执行到S.value:=S.value+1语句时，S.value加1，即S.value变为0.然后执行 if 语句，S.value小于等于0，执行wakeup(S,L),从S.L链表中唤醒C进程。过了一会，B进程结束，同样执行signal操作，S.value变为1，表示有一个资源空闲，执行if语句,S.value不小于等于0，直接结束。接着C进程执行wait操作，S.value变为0。然后A进程结束，S.value变为1。紧接着C进程也结束了，S.value变为2。S.value最终等于初值，等待其他的进程进行资源请求。

17 And信号量

其实是记录信号量的补充，将一个共享资源变成多个资源。
Swait(s1,s2,...,sn)
If (s1>=1 && s2>=1&& ...sn>=1)
   For(i=1,i<=n,i++)
          si--;
Else
{
 PCB(program counter):=addr(wait); //则让权等待并将P原语第1条指令作为断点地址，保存到给进程的PCB(上下文保护区)，等回复运行时重执行P原语。
 Block(WLi); //调用进程进入第一个小于1信号量的等待队列WLi
}
Ssignal(s1,s2,...,sn)
 For(i=1,i<=n,i++)
   {
Si++;
Wakeup(WLi);
   }

18 信号量集

赋予信号量集一种通用的能力，自主性更强。可以设置每种信号量的需求量d和下限值t。
Swait(s1,t1,d1,...,sn,tn,dn)
      If (s1>=t1 && ...&& sn>=t2)
         For(i=1,i<=n,i++)
           Si=si-di;
      Else
         {
            PCB(program counter):=addr(wait);
            Block(WLi);
         }
Ssignal(s1,s2,...,sn)
 For(i=1,i<=n,i++)
   {
Si=si+di;
Wakeup(WLi);
   }
一般“信号量集”可以用于各种情况的资源分配和释放。下面是几种特殊的情况：
1)Swait(S，d，d)表示每次申请d个资源，当资源数量少于d个时，便不予分配。
2)Swait(S，1，1)表示一般的记录型信号量。
3)Swait(S，1，0)可作为一个可控开关(当S≥1时，允许多个（并不对资源进行减操作）进程进入临界区；当S=0时禁止任何进程进入临界区)。
由于一般信号量在使用时的灵活性，因此通常并不成对使用Swait和Ssignal。为了避免死锁可一起申请所有需要的资源，但不一起释放。