作業系統學習筆記--程序生命週期
程序管理中最基本功能是程序控制。程序控制任務:程序的建立、終止、程序狀態的轉變等。程序控制一般由OS核心來實現。
程序圖(樹狀結構)描述的是程序家族之間的關係,任何一個程序可以產生它的子程序。子孫程序可以繼承父程序的資源,比如父程序擁有的資料、緩衝區、檔案。當子孫程序結束的時候,將資源歸還的父程序。
引起建立程序的事件。(1)使用者登入(分時系統,使用者登入後,建立程序);(2)作業排程(批處理作業系統);(3)提供服務(作業系統為使用者提供服務);(4)應用請求(由程序自己建立自己的子程序)。其中(1)(2)(3)由系統核心建立
程序的建立:CREATE()原語 (1)申請空白PCB。(2)為新程序分配資源(資源清單寫在PCB中)。(3)初始化程序控制塊(程序的標誌資訊、處理機的狀態資訊、資源資訊),剛產生的程序處於就緒狀態。(4)將新程序插入就緒佇列。
PCB初始化 ①初始化標識資訊(給系統看的內部標識、給使用者看的外部標識)。②初始化處理機狀態資訊(通用暫存器:暫放資料、指令、指令計數器、psw使用者棧指標)。③初始化處理機控制資訊(置於就緒狀態)
引起程序終止的事件:1)正常結束
異常結束:①越界(超出記憶體訪問範圍)錯誤;②保護(對只讀的檔案進行寫的操作等)錯誤;③非法指令;④特權指令錯誤;⑤執行超時;⑥等待超時;⑦算術運算錯(例如除0);⑧I/O故障
外界干預:①操作員或OS干預;②被父程序終止;③父程序終止。如果父程序終止,則它的所有子程序都終止。
程序終止過程:從PCB集合中檢索(根據內部標識)出該程序的PCB,從中讀出該程序的狀態。若程序處於執行狀態,終止該程序的執行,並且置排程標誌為真,重新排程(使CPU不處於空閒狀態)。若有子孫程序,將所有子孫程序終止。將程序全部資源歸還其父程序或系統。將其PCB從所在佇列(或連結串列)中移除。
引起阻塞(自己阻塞自己,等待I/O)和喚醒的事件:請求系統服務、啟動某種操作、新資料尚未到,無新工作可作
程序阻塞過程:由阻塞原語BLOCK完成。入口->儲存當前程序的CPU現場->置該程序狀態(將執行狀態置於阻塞狀態)->進入等待佇列(阻塞佇列)->轉程序排程
程序喚醒過程:由喚醒原語WAKEUP完成。入口->從等待佇列中摘下被喚醒程序(的PCB)->置該程序為就緒狀態->進入就緒佇列->(還要看優先順序)轉程序排程或返回
如果在某程序中呼叫了阻塞原語,則必須在與之相合作(等待事件)的另一程序中或其它相關程序中,安排喚醒原語
程序的掛起。引入原因:由於作業系統或使用者的需要,將處於就緒狀態、執行的程序或記憶體等待佇列的程序,暫時調出記憶體,調到外存,以便監督記憶體的執行或解決系統當中比較繁忙的狀態。
掛起原語:SUSPEND() 掛起原語的執行過程:檢查(對不同狀態的程序採用不同的操作)被掛起程序的狀態,若處於活動就緒狀態,改為靜止就緒;若處於活動阻塞狀態,則改為靜止阻塞;若正在執行,改為靜止就緒,轉向排程程式重新排程(在活動就緒佇列中的程序選擇一個) (掛起是把被掛起程序的資源從記憶體調到外存)
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