程序控制
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
原語是由若干指令構成的原子操作過程，作為整體實現功能，不可被打斷。
os通過呼叫程序建立原語creat()建立新程序。
其他各控制工作也都是由os核心以「原語」的方式實現，以保證不被打斷
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。
阻塞程序等待的事件發生時，有關程序(如放棄該資源的程序)呼叫喚醒原語把等待該事件的程序喚醒。
（1）把阻塞程序從等待該事件的阻塞佇列中移出
（2）將其pcb中的現行狀態改為就緒
（3）將pcb插入到就緒佇列中。
4.程序的掛起與啟用
掛起原語將指定程序或阻塞程序掛起。
（1）檢查被掛起程序的狀態，活動就緒則改為靜止就緒，活動阻塞則改為靜止阻塞
（2）將該pcb複製到記憶體（方便檢查）/外存（對換）指定區域
（3）*若掛起的程序是執行態，則需重新進行程序排程。
啟用原語的執行過程
若掛起程序在外存上，將其調入記憶體
檢查程序狀態，若處於靜止就緒，則改為活動就緒，若處於靜止阻塞，則改為活動阻塞
程序同步
程序間的兩種制約關係：
1、間接相互制約關係：主要源於資源共享,表現為
程序a—印表機資源—程序b（互斥）
2、直接相互制約關係：主要源於程序合作，表現為
程序a寫緩衝—程序b讀緩衝（有序）
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。
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。
進入區：對欲訪問的臨界資源進行檢。若此刻未被訪問，設正在訪問的標誌
臨界區：訪問臨界資源的**。
退出區：將正在訪問的標誌恢復為未被訪問的標誌
剩餘區：其餘部分
4）同步機制應遵循的規則
實現互斥的方法應符合如下每條原則
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
同步控制的關鍵
主要涉及」判斷」和」修改標誌」操作
不應被打斷（原語，os核心態執行）
硬體同步機制
許多計算機提供一些特殊的硬體指令，允許對乙個字中的內容進行檢測和修正，或對兩個字的內容進行交換。利用這些特殊指令解決臨界區問題。
進入臨界區往往跟其標誌有關，可將標誌看做乙個鎖，「鎖開」進入並關鎖，「鎖關」必須等待，初始時鎖是開啟的。
①關中斷
進入鎖測試前關閉中斷，直到完成鎖測試並上鎖後才能開啟中斷。程序在臨界區執行期間，系統不響應中斷，從而不引發排程。
缺點：濫用風險
關中斷時間過長會影響效率，限制cpu交叉執行能力
不適用於多cpu系統
②test-and-set指令
boolean ts(boolean *lock)
*乙個不可分割的原語
為乙個臨界資源設定一布林變數lock，初值為false
dowhile(true);
③利用swap指令實現程序互斥
對換指令（intel 80x86中稱xchg指令），用於交換兩個位元組的內容
void swap(boolean *a, boolean *b)
為臨界資源設定乙個全域性布林變數lock=false。每個程序乙個區域性布林變數key。
dowhile(key!=false);
臨界區操作；
lock=false;
剩餘區；
}while(true);
2.訊號量機制
1） 整型訊號量
最初的訊號量機制，兩個原子操作對乙個共享整型量進行操作。
訊號量定義為乙個整型量；
根據初始情況賦相應的值；
僅能通過兩個原子操作來訪問。
程序同步控制
生產者 消費者問題描述的是 有一群生產者程序在生產產品，並將這些產品提供給消費者程序去消費。為使生產者程序與消費者程序能夠併發執行，在兩者之間設定了乙個具有n個緩衝區的緩衝池，生產者程序將它所生產的產品放入乙個緩衝區中 消費者程序可以從乙個緩衝區中取走產品去消費。儘管所有的生產者和消費者程序都是以非...
程序通訊與程序同步
多個程序可以共享系統中的各種資源，但其中許多資源一次只能為乙個程序使用，我們把一次僅允許乙個程序使用的資源稱為臨界資源。許多物理裝置都屬於臨界資源，如印表機等 對臨界資源的訪問必須互斥進行，在每個程序中，訪問臨界資源的那段 稱為臨界區。程序通訊與同步的目的主要有下面 1 資料傳輸 乙個程序需要將他的...
程序同步學習筆記
程序同步的概念 程序同步也是程序之間直接的制約關係，是為完成某種任務而建立的兩個或多個執行緒，這個執行緒需要在某些位置上協調它們的工作次序而等待 傳遞資訊所產生的制約關係，程序間的直接制約關係 於它們之間的合作。由於程序切換並不完全受程序或作業系統的控制，所以在程序執行的任何時刻都可能發生程序切換。...