第二章 程序管理

程序的描述

1. 程式的順序執行

   先進入記憶體的程式先執行，在一個程式執行完畢之前，不能執行其他程式。具有的特點如下：

   （1）順序性；（2） 封閉性；（3）可再現性程；

2. 程式的并發執行

   程式的并發執行是指在同一時間間隔内運作多個程式。具有的特點如下：

   （1） 間斷性；

   （2） 失去封閉性。

3. 程序的定義

   定義 1：程序是允許并發執行程式在某個資料集合上的運作過程。

   定義 2：程序是由正文段、使用者資料段及程序控制塊共同組成的執行環境。

4. 程序的特征

   （1） 并發性。

   （2） 動态性。

   （3） 獨立性。

   （4） 異步性。

   （5） 結構特征

5. 程序和程式的比較

   （1）程序是動态的，程式是靜态的；

   （2）程序是有生命期的，而程式沒有生命期，可以做文檔資料，長期儲存。

   程序與程式的聯系：

   （1） 程序總是對應至少一個特定的程式。

   （2） 一個程式可以對應多個程序。

6. 程序控制塊的定義

   程序控制塊是程序實體的一部分，是作業系統中最重要的資料結構

7. 程序控制塊中的資訊

   （1） 程序辨別符資訊：程序辨別符用于唯一辨別一個程序。

   （2） 處理機狀态資訊：程序控制塊中保留的處理機狀态資訊通常包括通用寄存器、指令計數器、程式狀态字 PSW 和使用者棧指針。

   （3）程序排程資訊：程序狀态資訊、程序優先級和程序排程所需的其他資訊。

   （4）程序控制資訊：程式和資料的位址、程序同步和通信機制、資源清單，以及連結指針

8. 程序的三種狀态

   程序有三種基本狀态： 就緒态、執行态、 阻塞态

9. 程序的組織

   (1) 連結方式：具有相同狀态的程序的程序控制塊用其中的連結字連結成一個隊列。

   （2） 索引方式：根據所有程序的狀态，建立幾張索引表，索引表的每一個表項指向一個 PCB 的實體塊。

   （3） 程序隊列：當系統中有很多程序時，可以把程序控制塊用隊列組織起來，形成程序隊列。

程序的控制

1. 程序的建立

   通常在下列情況下需要建立新程序：

   （1）使用者登入；

   （2）作業排程；

   （3）提供服務；

   （4）應用請求;

   建立程序的步驟：

   （1）申請空白 PCB；

   （2）為新程序配置設定資源；

   （3）初始化程序控制塊；

   （4）将新程序插入就緒隊列;

2. 程序的阻塞

   通常在下列情況下需要進行程序的阻塞和喚醒操作：

   （1）請求系統服務；

   （2）啟動某種操作；

   （3）新資料尚未到達；

   （4）無新工作可做。

   完成程序阻塞的簡化過程:

   （1）将程序的狀态改為阻塞态；

   （2）将程序插入相應的阻塞隊列；

   （3）轉程序排程程式，從就緒程序中選擇程序為其配置設定 CPU。

3. 程序的喚醒

   （ 1） 将程序從阻塞隊列中移出；

   （ 2） 将程序狀态由阻塞态改為就緒态；

   （ 3） 将程序插入就緒隊列。

4. 程序的終止

   通常在下列情況下，程序會被終止：

   （ 1）當程序正常執行完畢，調用終止程序的系統調用，請求作業系統删除該程序；

   （ 2）一個程序調用适當的系統調用，終止另外一個程序；父程序終止其子程序的原因可能有以下幾個：

   （ 1）子程序使用了超過它所配置設定到的一些資源；

   （ 2） 配置設定給子程序的任務已不再需要；

   （ 3） 父程序退出，如果父程序終止，那麼作業系統不允許子程序繼續。

   完成程序終止的一般過程：

   （ 1）從程序 PCB 中讀程序狀态；

   （ 2）若程序正在執行，則終止程序的執行；

   （ 3）若程序有子孫程序，在大多數情況下需要終止子孫程序。

   （ 4）釋放資源。

   （ 5）将終止程序的PCB 移出。