;.
2021/3/21
7
例：有两个循环程序A和B，它们共享一个变量N。 程序A:每执行一次时都要做N=N+1操作； 程序B:每执行一次都要做PRINT（N）和
N=0； 程序A和B以不同的速度运行，可能出现下述3种情况（假定某时刻N=n）： （1）N=N+1在PRINT（N）和N=0之前，此时得到N的值分别是： n+1， n+1，0； （2）N=N+1在PRINT（N）和N=0之后，此时得到N的值分别是： n，0， 1； （3）N=N+1在PRINT（N）和N=0之间，此时得到N的值分别是： n， n+1 ，0；
;.
2021/3/21
10
进程的定义
进程的概念是60年代初首先由麻省理工学院的MULTICS系统和IBM公司的 CTSS/360系统引入的。进程有很多各式各样的定义，如： 行为的一个规则叫做程序，程序在处理机上执行时所发生的活动称为进程。 一个具有一定功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 进程是一个程序与其数据一道通过处理机的执行所发生的活动。
3
2、程序顺序执行的特征
顺序性：一个程序开始执行必须要等到前一个程序已执行完成； 封闭性：程序运行时独占全机资源，程序一旦开始执行，其计算结果不受外 界因素影响； 可再现性：程序的结果与它的执行速度无关（即与时间无关），只要给定相 同的输入，一定会得到相同的结果；
;.
2021/3/21
4
2.1.2 前趋图
;.
2021/3/21
12
2、进程的状态及转换
进程有三种基本状态，在生命消亡前处于且仅处于三种基本状态之一
不同系统设置的进程状态数目不同，有： 三种基本状态系统； 五种基本状态系统； 七种基本状态系统；
;.
2021/3/21
13
进程的三种基本状态
就绪状态（Ready）：存在于处理机调度队列中的那些进程，它们已经准备就绪， 一旦得到CPU，就立即可以运行。这些进程所处的状态为就绪状态。 运行状态（Running）：已获得CPU，而正在运行的进程所处的状态为运行状态。 等待状态（Wait）：若一进程正在等待某一事件发生（如等待输入输出工作完 成），这时，即使给它CPU，它也无法运行，称该进程处于等待状态（或阻塞状 态、 睡眠状态、封锁状态）。
;.
2021/3/21
2
2.1.1 程序的顺序执行及其特征
1、程序的顺序执行
可以把一个应用程序分为若干个程序段,在各程序段之间,必须按照某种先后次序 顺序执行,仅当前操作执行完后,才能执行后继操作。例:I代表输入操作, C代表计 算操作, P代表打印操作
I1
C1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P1
I2
C2
P2
程序的顺序执行
;.
2021/3/21
;.
2021/3/21
8
上述情况说明, 程序在并发执行时, 由于失去了封闭性(程序间的语句可 能交叉执行) ，其结果已与并发执行的速度有关，从而使程序的执行失 去了可再现性：程序多次执行后, 虽然它们执行时的环境和初始条件都相 同, 但结果却不同。
由此可知， 在多道程序环境下， 让通常的程序直接参与并发执行是不
行的， 为使程序能并发执行，必须引进“进程”概念，对并发执行的程
序加以描述与控制。
;.
2021/3/21
9
2.1.4 进程的特征与状态
1、进程的特征和定义
进程的特征： 1）结构特征：由程序段 、数据段、进程控制块（PCB）三部分组成进程实体； 2）动态性：进程是程序的执行，动态性是进程的基本特征； 3）并发性：多个进程可同存于内存中，能在一段时间内同时运行； 4）独立性：进程是独立运行的基本单位，独立获得资源和调度的基本单位； 5）异步性：各进程按各自独立的不可预知的速度向前推进；
;.
2021/3/21
11
进程同程序的比较
程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进 程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。 程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。程序是永久的， 进程是暂时的。 进程更能真实地描述并发，而程序不能。 进程具有创建其他进程的功能，而程序则没有。 同一程序在内存中可以被创建成多个进程 。
例：输入程序I、计算程 序C、打印程序P的并发执行 情况。
P1
P2
P3
P4
并发执行时的前趋图
存在以下前驱关系：Ii →Ci, Ii →Ii+1, Ci→Pi, Ci →Ci+1, Pi →Pi+1
;.
2021/3/21
6
2、程序并发执行的特点
间断性：程序在并发执行时，由于它们共享系统资源以及为完成同一项任 务而相互合作，使这些并发程序之间形成了相互制约的关系。例：输入程 序I、计算程序C、打印程序P的相互制约。 失去封闭性：程序在并发执行时，是多个程序共享系统资源，因而这些资 源的状态将由多个程序来改变，使程序运行失去了封闭性(程序间的语句可 能交叉执行)。 不可再现性：程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致再失去可 再现性(程序的运行结果可能每次不同) 。
第二章 进程管理(1)
2.1 进程的基本概念 2.2 进程控制 2.3 进程同步 2.4 经典的进程同步问题 2.5 2.6 进程通信 2.7 线程
;.
2021/3/21
1
2.1 进程的基本概念
2.1.1 程序的顺序执行及其特征 2.1.2 前趋图 2.1.3 程序的并发执行及其特征 2.1.4 进程的特征与状态 2.1.5 进程控制块
前趋图是一个有向无循环图,用于描述进程之间执行的前后关系。图中每个节点 描述一个进程或一条语句。节点间的有向边用于表示两个结点间存在的前驱关 系: →={（Pi,Pj)|Pimust complete befor Pj may Start} 如果（Pi,Pj)∈→，可写成Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，而称Pj是Pi的直接后继。
P1 初始结点
;.
P2
P5
P3
P8
P9
P6 P4
P7 具有9个节点的前趋图
2021/3/21
终止结点 5
2.1.3 程序的并发执行及其特征
1、程序的并发执行
I1
I2
I3
I4
C1
C2
C3
C4
所谓程序的并发执行是指： 若干个程序同时在系统中执 行，这些程序的执行在时间 上是重叠的，一个程序的执 行尚未结束，另一个程序的 执行已经开始。