文章目录

• 操作系统进程控制
• • 操作系统内核
  • 进程的创建
  • 进程的终止
  • 进程的阻塞和唤醒
  • 进程的挂起与激活

操作系统进程控制

操作系统内核

OS内核的概念： 将一些与硬件紧密相关的模块（如中断处理程序等），各种常用设备和驱动程序以及运行频率较高的模块（如时钟管理模块，进程调度和许多模块所公用的一些基本操作），都安排在靠近硬件的软件层次中，将它们常驻内存，通常被称为OS内核。

OS内核的优点： 便于对OS内核中的这些软件进行保护，防止遭受其他程序的破坏；可以提高OS的运行效率。

OS内核的功能：支撑功能；资源管理功能。

• 支撑功能：为OS其他模块提共基本功能，以便支撑这些模块工作。最基本的支撑功能包括中断处理，时钟管理和原语操作。
• 资源管理功能：（1）进程管理（2）存储器管理（3）设备管理

进程的创建

进程的层次结构

• OS中允许一个进程去创建另一个进程，通常把创建进程的进程叫做父进程，被创建的进程叫做子进程，子进程可以继续创建更多孙进程。
• 子进程可以继承父进程所拥有的资源，如父进程打开的文件，父进程所分配到的缓冲区等。
• 子进程被撤销时，将从父进程继承的资源归还给父进程。撤销父进程时，也必须同时撤销其所有子进程。进程不能拒绝其子进程的继承。
• windows中不存在进程层次结构的概念，进程间只是控制与被控制的简单关系。

进程的创建过程

• 1）申请空白PCB：为新进程获取唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取一个空白PCB
• 2）为新进程分配其运行所需要的资源：包括各种物理资源和逻辑资源，如内存，文件，IO设备和CPU时间等。这些资源可以从操作系统或父进程中获得。
• 3）初始化进程控制块PCB：PCB的初始化包括
  ①初始化标识信息 ：将系统分配的标识符和父进程标识符填入新PCB
  ②初始化处理机状态信息 ：使程序计数器指向程序入口地址，使栈指针指向栈顶
  ③初始化处理机控制信息：将程序计数器状态设置为就绪状态或静止就绪状态，优先级默认设置为最低优先级
• 4）将新进程插入就绪队列

进程的终止

进程终止的过程：

• 1）根据被终止进程的标识符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态
• 2）若被终止的进程正处于执行状态，应立即终止该进程的执行，并置调度标志位真，用于只是该进程被终止后应重新进行调度。
• 3）若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程也都予以终止，以防它们成为不可控的进程。
• 4）将被终止进程所拥有的全部资源或者归还给其父进程，或者归还给系统。
• 5）将被终止进程（PCB）从所在队列（或链表）中移出，等待其他程序来搜集信息。

进程的阻塞和唤醒

引起进程阻塞的事件：①向系统请求共享资源失败 ②等待某种操作的完成 ③新数据尚未到达 ④等待新任务的到达

进程阻塞过程

• 正在执行的进程，若发生上述某事件，便通过调用阻塞原语block将自己阻塞。阻塞是进程自身的主动行为。
• 进入block后，先立即停止进程的执行，把进程控制块PCB中的现行状态由”执行“改为阻塞。
• 将PCB插入阻塞队列。若系统中设置了因不同事件而阻塞的多个阻塞队列，则应将本进程插入到具有相同事件的阻塞队列。
• 转调度程序进行重新调度，将处理机分配给另一就绪进程，并进行切换，保留被阻塞进程的处理机状态，按新的PCB中的处理机状态设置CPU的环境。

进程唤醒过程

• 当被阻塞的进程所期待的事件发生时，由有关进程调用唤醒原语wakeup，将等待该事件的进程唤醒。
• wakeup首先把被阻塞的进程从阻塞队列中移除，将其PCB的现行状态由阻塞改为就绪，然后将该PCB插入就绪队列。

进程的挂起与激活

进程的挂起过程：

• OS利用suspend原语将指定进程或处于阻塞状态的进程挂起。
• 其执行过程中，首先检查被挂起进程的状态，若处于活动就绪状态，便将其改为静止- - 就绪状态；对于活动阻塞状态的进程，则改为静止阻塞状态。
• 为了方便用户或父进程考查该进程运行情况，将该进程的PCB复制到某指定的内存区域，挂起操作会将进程从内存移动到外存。
• 若被挂起的进程正在执行，则转向调度程序重新调度。

进程的激活过程

• OS利用active原语将指定进程激活。
• 激活原语先将进程从外存调入内存，检查该进程的现行状态，若是静止就绪状态，便改为活动就绪状态；若为静止阻塞状态，便改为活动阻塞状态。
• 若采用抢占调度策略，在将静止就绪进程激活后插入就绪队列时，要比较被激活进程和当前进程的优先级，若被激活进程的优先级更高，则立即剥夺当前进程的运行，将处理机分配给刚激活的进程。