《进程管理》课件

《进程管理》ppt课件目录•进程管理概述•进程的创建与终止•进程的同步与互斥•进程间的通信•进程的调度与死锁•进程管理的应用与发展01进程管理概述进程的定义与特性总结词描述进程的基本概念和特性详细描述进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性、制约性和层次性等特性它拥有独立的内存空间和系统资源，与其他进程相互独立，通过共享内存进行通信进程的状态及其转换总结词阐述进程的三种基本状态及转换关系详细描述进程状态分为新建、运行、阻塞和就绪等状态新建状态是进程被创建时的状态，运行状态是进程获得CPU并执行的状态，阻塞状态是进程等待某个条件成立而暂时无法执行的状态，就绪状态是进程已具备运行条件但未获得CPU时的状态不同状态之间可以相互转换进程与程序的区别和联系总结词比较进程和程序的区别与联系详细描述程序是一组有序的指令集合，而进程是程序的一次执行过程，具有动态特性和独立性程序是静态的，而进程是动态的程序是永存的，进程是暂时的程序是过程的代码，而进程是执行这些代码的过程一个程序可以对应多个进程，但一个进程不能对应多个程序02进程的创建与终止进程的创建进程的创建是操作系统的重要功能之一，它涉及1到一系列复杂的操作，如分配资源、加载程序、初始化进程控制块等进程的创建方式有多种，如系统调用、用户程序2启动等，不同的操作系统可能采用不同的方式在进程创建过程中，需要考虑到资源限制、系统3负载、安全等因素，以确保系统的稳定性和可靠性进程的终止当进程完成其任务或因某种原因需要结束时，操作系统需要对其进行终止操作进程的终止涉及到回收资源、保存进程状态等操作，如果处理不当可能会导致资源泄漏、数据丢失等问题进程终止的原因有多种，如正常结束、异常结束、系统调用等，不同的终止原因可能导致不同的处理方式进程的僵死状态当进程因某种原因无法结束时，可能会进入僵死状态，即该进程已经无法完成其任解决进程僵死状态的常见方务，但仍然占用系统资源法包括重启系统、强制结束进程等，但这些方法可能会对系统稳定性和数据完整性造成影响进程僵死状态可能会导致资源浪费、系统性能下降等问题，因此需要进行清理和管理03进程的同步与互斥临界区与互斥临界区临界区是进程中一段必须互斥执行的代码，以避免多个进程同时访问共享资源而引发冲突互斥互斥是进程管理中的一种机制，通过确保一次只有一个进程可以访问临界区，从而避免多个进程同时修改共享资源信号量机制信号量信号量是一种计数器，用于控制多个进程对共享资源的访问它具有两个主要操作P操作（等待）和V操作（释放）信号量与互斥信号量可以用来实现互斥，通过将信号量初始化为1并确保每次只有一个进程可以执行P操作，从而实现互斥进程同步的实现同步的概念进程同步是指多个进程按照一定的顺序执行，以实现共同完成一项任务同步的实现方式可以通过使用信号量、消息队列、管道等机制来实现进程同步，确保多个进程能够协同工作04进程间的通信管道通信01管道通信是一种单向的、先进先出的通信方式，主要用于父子进程之间的通信02管道通信通过在父子进程之间创建一个共享的缓冲区来实现数据传输03管道通信的主要优点是实现简单，但只能用于父子进程之间的通信，且数据传输是单向的消息传递通信消息传递通信是一种灵活的、异步的通信方式，用于任意两个进程之间的通信消息传递通信通过将数据封装为消息，并发送到指定的队列或邮箱来实现数据传输消息传递通信的主要优点是灵活性高，可以实现任意两个进程之间的通信，但实现相对复杂共享内存通信01共享内存通信是一种高效的、同步的通信方式，用于任意两个进程之间的通信02共享内存通信通过在多个进程之间共享一块内存区域来实现数据传输03共享内存通信的主要优点是数据传输效率高，但需要谨慎处理同步和互斥问题信号通信信号通信是一种比较简单的、信号通信通过向接收进程发送信号通信的主要优点是实现简异步的通信方式，用于通知接信号来通知事件的发生，接收单，但只能用于通知接收进程收进程某一事件的发生进程可以根据需要对信号进行某一事件的发生，且功能相对处理有限05进程的调度与死锁进程的调度算法先来先服务（FCFS）按照进程到达的先后顺序进行调度，优先级最高的是最先进入队列的进程最短作业优先（SJF）优先调度预计运行时间最短的进程，以减少平均等待时间优先级调度根据进程优先级进行调度，优先级高的进程优先获得处理器多级反馈队列调度将进程按照重要性和紧迫程度分成多个级别，优先处理最高级别的进程，当该级别无进程可调度时，再依次处理下一级别的进程死锁的产生与预防•避免饥饿死锁的产生当系统中存在多个等待资源的进程，且每通过设置资源分配顺序或限制资源请求量个进程都持有至少一个资源并等待获取被来避免饥饿其他进程持有的资源时，就会产生死锁•死锁预防•死锁避免通过破坏死锁产生的必要条件来预防死锁，在分配资源时进行检测和限制，避免产生例如预先分配资源、设置最大需求量等死锁，例如银行家算法解决死锁的方法检测与解除通过检测系统中的死锁状态，选择合适的进程进行终止或资源回收，解除死锁状态预防与避免通过采取预防和避免措施来减少死锁发生的可能性忽略与恢复对于一些不影响系统正常运行的小规模死锁，可以忽略或事后恢复，但对于大规模死锁，需要采取有效措施进行处理06进程管理的应用与发展进程管理在操作系统中的应用010203进程调度进程同步进程通信操作系统通过进程调度算操作系统提供进程同步机进程之间通过消息传递、法，合理分配系统资源，制，实现多个进程之间的共享内存等方式进行通信，确保进程能够高效地运行协同工作，避免资源竞争实现数据交换和协同工作和死锁多核处理器下的进程管理技术线程并行多核处理器支持多个线程同时执行，通过线程并行技术提高系统性能任务调度根据系统负载和任务特性，合理调度任务到不同核上执行，实现负载均衡资源共享多个核共享系统资源，如内存、I/O设备等，提高资源利用率分布式系统中的进程管理技术分布式进程01分布式系统中的进程分布在不同的节点上，通过网络进行通信和协作进程迁移02为了提高系统可靠性和可用性，分布式系统支持进程迁移，确保关键任务能够持续运行负载均衡03分布式系统通过负载均衡技术，将任务分配到不同节点上执行，提高系统整体性能THANKS感谢观看。