第二章第二節程序控制與同步

2021-09-02 01:31:04 字數 1740 閱讀 6891

2.2程序的控制

基本過程:

程序的建立

程序的終止

程序的阻塞與喚醒

程序的掛起和啟用

1、程序的建立

1)乙個程序建立另一程序的事件(原因)    

使用者登入:分時情況下使用者的請求

作業排程:批處理中

提供服務:執行中的使用者程式提出功能請求,要建立服務程序(如列印服務)

應用請求:應用程式自己建立程序,完成特定功能的新程序。(木馬程式)

2)建立過程

(1) 申請空白pcb

(2) 為新程序分配資源

主要是記憶體資源的處理

(3) 初始化程序控制塊

識別符號(包括父程序的)、程式計數器指向程式入口位址,就緒態、優先順序等資訊的填寫。

(4) 將新程序插入就緒佇列

2.程序的終止

1)引起程序終止的事件

正常結束

異常結束

記憶體越界錯誤

保護錯(許可權錯,如修改唯讀檔案等)

非法指令(不存在的指令,程式異常轉向而把資料當指令)

特權指令錯(使用者態程式試圖執行只有os可執行的指令)

執行超時、運算錯、i/o故障等

外界干預

操作員或作業系統干預(死鎖時,可人為結束)

父程序請求終止子程序

父程序終止,子孫程序也跟著終止

2)終止過程

對上述事件,os呼叫核心終止原語,執行下列過程:

(1) 根據程序標示符,檢索出該程序pcb,讀其狀態。

*if 執行態,立即終止該程序,置排程標誌為真,指示重新進行排程。

*if 有子孫程序,亦應予以終止,以防成為不可控程序。

(2) 歸還全部資源至其父程序或系統。

(3) 將該程序pcb從所在佇列或鍊錶中移出。

3.程序的阻塞與喚醒 1)引起程序阻塞和喚醒的事件

請求系統服務的滿足情況

啟動某種需等待(i/o)操作

合作需要的新資料尚未到達

執行某功能的程序暫時無新工作可做(如傳送資料程序)

2)阻塞和喚醒過程

由程序呼叫阻塞原語阻塞自己,是主動行為:

(1)將pcb中的狀態改為阻塞

(2)該pcb加入到阻塞佇列中

(3)轉程序排程,將處理機分配給另一程序

(4)進行程序切換,即根據兩切換程序的pcb,保護與重新設定處理機狀態。

4.程序的掛起與啟用

2.3 程序同步

1.程序同步的基本概念

1)程序同步的主要任務:

使併發執行的諸程序之間能有效地共享資源和相互合作,從而使程式的執行具有可再現性。

2)臨界資源

一次僅允許乙個程序使用的資源。

互斥:在作業系統中,當乙個程序進入臨界區使用臨界資源時,另乙個程序必須等待,直到占用臨界資源的程序退出臨界區,我們稱程序之間的這種相互制約關係為「互斥」。

同步:多個相互合作的程序,在一些關鍵點上可能需要互相等待或互相交換資訊,這種相互制約關係稱為程序同步關係。可理解為「有序」。

如:生產和消費的「有序」關係靠對counter的正確判斷達到,而對counter的修改必須「互斥」修改。

3)臨界區

每個程序中訪問臨界資源的那段**叫臨界區。

為了正確同步,對臨界區的**要增加控制

4)同步機制應遵循的規則

空閒讓進:資源使用最基本原則

忙則等待:保證互斥

有限等待:合適時被喚醒防止死等

讓權等待:能主動釋放cpu防止忙等

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