軟考軟件設(shè)計師專題講義：操作系統(tǒng)知識

　　1.2 處理機管理

　　處理器是計算機的心臟，在單用戶系統(tǒng)中或單道系統(tǒng)中，處理器為一個用戶或一個作業(yè)服務(wù)，管理簡單。為了提高系統(tǒng)資源的利用率，引入了多道程序技術(shù)，即多個程序或作業(yè)同時運行，爭用處理器，要解決處理器的分配調(diào)度的策略。因此引入了作業(yè)、進程和線程的概念，基于操作系統(tǒng)對處理器的管理策略不同，其提供的作業(yè)處理方式也不同，又批處理方式、分時處理方式、實時處理方式、多道成批處理方式和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的處理方式等。

　　操作系統(tǒng)的核心位于硬件上，核心的目的是提供一種進程賴以生存的環(huán)境，其主要任務(wù)就是接受中斷并做基本的處理，在進程之間切換處理器，處理進程之間的通信。

　　基本的硬件結(jié)構(gòu)是：

　　(1) 中斷結(jié)構(gòu)：為了使輸入輸出活動與處理器的活動并行，提出了中斷處理程序;

　　(2) 特權(quán)指令：僅供操作系統(tǒng)使用的指令集合;

　　(3) 主存保護：多道程序系統(tǒng)中，必須對各進程使用的主存加以保護，以防止其他進程的非法操作;

　　(4) 時鐘：硬件時鐘以固定的時間間隔產(chǎn)生中斷信號，這對于實現(xiàn)處理器的調(diào)度以及實現(xiàn)與時間有關(guān)的任務(wù)不可或缺;

　　1.3進程概念：

　　進程在操作系統(tǒng)中是一個十分重要的概念。進程是可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程�？梢哉f，進程是運行中的程序，是程序的一次運行活動。相對于程序，進程是一個動態(tài)的概念，而程序是靜態(tài)的概念。

　　進程具有5個基本特征：

　　Ø 動態(tài)性：

　　Ø 并發(fā)性：

　　Ø 獨立性：

　　Ø 異步性：

　　Ø 結(jié)構(gòu)特征：

　　在操作系統(tǒng)中，進程是進行系統(tǒng)資源分配、調(diào)度和管理的最小單位。另外需要注意的是，現(xiàn)代操作系統(tǒng)中還引入了線程(Thread)概念，它是處理器分配的最小單位。

　　進程的狀態(tài)：

　　進程在運行中不斷地改變其運行狀態(tài)。通常，具有3種最基本的狀態(tài)。

　　Ø 運行：正占用處理器

　　Ø 就緒：只要獲得處理器即可運行。

　　Ø 阻塞：正等待某個事件(如I/O完成)的發(fā)生。

　　在不少系統(tǒng)中，還增加了兩種基本狀態(tài)：

　　Ø 新狀態(tài)：一個進程剛剛建立，但還未將它送入就緒隊列時的狀態(tài)。

　　Ø 終止狀態(tài)：當一個進程已經(jīng)正常結(jié)束或異常結(jié)束，系統(tǒng)已將它從就緒隊列中移出，但尚未將它撤消時的狀態(tài)。

　　下圖顯示了具有5種基本狀態(tài)的進程狀態(tài)圖

　　另外，現(xiàn)在操作系統(tǒng)中有的還有掛起狀態(tài)。