中山大学：《Windows操作系统原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 进程和处理器管理

第章进程和处理器管理 1进程 2进程控制 3线程 4进程互斥和同步 5进程间通信 6死锁问题 7处理器调度 8调度算法 9 Windows2000线程调度

第3章 进程和处理器管理 1 进程 2 进程控制 3 线程 4 进程互斥和同步 5 进程间通信 6 死锁问题 7 处理器调度 8 调度算法 9 windows2000/xp线程调度

程序的顺序执行和并发执行 1程序的顺序执行 其执行过程可以描述为 Repeat IR←M[pc」 pC←pC+1 K EXecute(instruction in IR)) Until CPU halt 程序的顺序执行特点: 程序执行的顺序性: °程序执行的封闭性 程序结果的可再现性

程序的顺序执行和并发执行 • 1. 程序的顺序执行 其执行过程可以描述为： • Repeat IR ← M ［pc］ • pc ← pc+1 • 〈 Execute (instruction in IR)〉 • Until CPU halt 程序的顺序执行特点： • 程序执行的顺序性： • 程序执行的封闭性: • 程序结果的可再现性:

顺序执行的特征 顺序性:按照程序结构所指定的次序(可能有分支或循 环 封闭性:独占全部资源,讲算机的状态只由于该程序的控 制逻辑所决定 可再现性:初始条作相同则结果相同。如:可通过空指令 控制时间关系。 并发执行的特征 间断(异步)性:"走走停停",一个程序可能走到中途停下 来,失去原有的时序关系; 失去封闭性:共享资源,受其他程序的控制逻辑的影响。 如:一个程序写到存储器中的数据可能被另一个程序修 改,失去原有的不变特征。 失去可再现性:失去封闭性一>失去可再现性;外界环境 在程序的两次执行期间发生变化,失去原有的可重复特

• 顺序执行的特征 – 顺序性：按照程序结构所指定的次序（可能有分支或循 环） – 封闭性：独占全部资源，计算机的状态只由于该程序的控 制逻辑所决定 – 可再现性：初始条件相同则结果相同。如：可通过空指令 控制时间关系。 • 并发执行的特征 – 间断(异步)性："走走停停" ，一个程序可能走到中途停下 来，失去原有的时序关系； – 失去封闭性：共享资源，受其他程序的控制逻辑的 程序的控制逻辑的影响。 如：一个程序写到存储器中的数据可能被另一个程序修 改，失去原有的不变特征。 – 失去可再现性：失去封闭性 －>失去可再现性；外界环境 在程序的两次执行期间发生变化，失去原有的可重复特 征

begin integer N; N:=0 cobegin program A begin L1: N:=N+1 goto L1 end

begin integer N; N:=0; cobegin program A: begin L1: ······; N:=N+1; goto L1; end;

program B begin L2;… print(N); N:=0; goto L2, end coend end

program B: begin L2: ······; print(N); N:=0; goto L2; end; coend; end;

程序A和B是并发执行的,它们根 据运行环境的情况按照各自独立的速 度运行。由于它们共享一个变量N, 而N的值是由这两个程序共同确定 的。所以一个程序的执行结果,与它 和另一个程序的相对执行速度有密切 的关系

程序A和B是并发执行的，它们根 据运行环境的情况按照各自独立的速 度运行。由于它们共享一个变量N， 而N的值是由这两个程序共同确定 的。所以一个程序的执行结果，与它 和另一个程序的相对执行速度有密切 的关系

程序的并发执行 作业11c1Hp 作业2 12 H C2H7P2 作业3 : 13Hc3 +P3 时 t1 t2 t3 t4 t5 ≥间

程序的并发执行 作业1 I1 C1 P1 作业2 作业3 I2 C2 P2 I3 C3 P3 时 间 t1 t2 t3 t4 t5

多道程序系统的执行环境 并发环境:在一定时间内物理机器上有两个 或两个以上的程序同处于开始运行但尚未结 束的状态,并且次序不是事先确定的 并发执行的特征 间断(异步)性:"走走停停",一个程序可能走到中 途停下来,失去原有的时序关系; 失去封闭性:共享资源,受其他程序的控制逻辑 的影响。如:一个程序写到存储器中的数据可能 被另一个程序修改,失去原有的不变特征。 失去可再现性:失去封闭性一>失去可再现性;外 界环境在程序的两次执行期间发生变化,失去原 有的可重复特征

多道程序系统的执行环境 并发环境： 在一定时间内物理机器上有两个 或两个以上的程序同处于开始运行但尚未结 束的状态，并且次序不是事先确定的 • 并发执行的特征 – 间断(异步)性："走走停停" ，一个程序可能走到中 途停下来，失去原有的时序关系； – 失去封闭性：共享资源，受其他程序的控制逻辑 的影响。如：一个程序写到存储器中的数据可能 被另一个程序修改，失去原有的不变特征。 – 失去可再现性：失去封闭性 －>失去可再现性；外 界环境在程序的两次执行期间发生变化，失去原 有的可重复特征

1966年 Bernstein提出了可以并发执行的条件 (这里没有考虑执行速度的影响。 将程序中任一语句Si划分为两个变量的集合 R(S)和WS)。其中 R(S)={ala2..am}表示S在执行期间所有引 用变量的集合; W(Si)={b1b2….bn}表示S在执行期间要改变 值的全部变量; R(S)nWS2)={$} ②W(S)nR(S2)={5} ③W(S)∩W(S2)={∮ 同时成立,则语句S和S2是可以并发执行的

1966年Bernstein 提出了可以并发执行的条件： （这里没有考虑执行速度的影响。） • 将程序中任一语句Si划分为两个变量的集合 R(Si)和W(Si)。其中 • R(Si)={a1 a2 … am}表示Si在执行期间所有引 用变量的集合； • W(Si)={b1 b2 … bn}表示Si在执行期间要改变 值的全部变量； ① R(S1)∩ W(S2)={∮}， ② W(S1)∩ R(S2)={∮}， ③ W(S1)∩ W(S2)={∮} 同时成立，则语句S1和S2是可以并发执行的

例有四条语句 SLa=x+ S2:b=Z+1 S3: c=a-b S4 W=C+1 能否并发执行?

例 有四条语句 S1:a=x+y S2:b=Z+1 S3:c=a-b S4:w=c+1 能否并发执行？