進程式控制制在進程管理中的作用

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進程式控制制是進程管理中最基本的功能。它用於建立一個新進程，終止一個已完成的進程，或者去終止一個因出現某事件而使其無法運行下去的進程，還可負責進程運行中的狀態轉換。一、建立進程1.引起建立進程的事件在多道程式環境中，只有（作為）進程（時）才能在系統中運行。因此，為使程式能運行，就必須為它建立進程。導致一個進程去建立另一個進程的典型事件，可以有以下四類：1） 使用者登入在分時系統中，使用者在終端鍵入登入命令後，如果是合法使用者，系統將為該終端建立一個進程，並把它插入到就緒隊列中。2）作業調度在批處理系統中，當作業發送器按照一定的演算法調度到某作業時，便將該作業裝入到記憶體，為它分配必要的資源，並立即為它建立進程，再插入到就緒隊列中。3） 提供服務當運行中的使用者程式提出某種請求後，系統將專門建立一個進程來提供使用者所需要的服務，例如，使用者程式要求進行檔案列印，作業系統將為它建立一個列印進程，這樣，不僅可以使列印進程與該使用者進程並發執行，而且還便於計算出為完成列印任務所花費的時間。4） 應用請求在上述三種情況中，都是由系統核心為它建立一個新進程，而這一類事件則是基於應用進程的需求，由它建立一個新的進程，以便使新進程以並發的運行方式完成特定任務。2.進程的建立過程一旦作業系統發現了要求建立新進程的事件後，便調用進程建立原語Creat（）按下述步驟建立一個新進程。1） 申請空白PCB。為新進程申請獲得唯一的數位識別碼符，並從PCB集合中索取一個空白PCB。2） 為新進程分配資源。為新進程的程式和資料以及使用者棧分配必要的記憶體空間。顯然，此時作業系統必須知道新進程所需要的記憶體大小。3） 初始化進程式控制制塊。PCB的初始化包括：①初始化標識資訊，將系統分配的標識符和父進程標識符，填入新的PCB中。②初始化處理機狀態資訊，使程式計數器指向程式的入口地址，使棧指標指向棧頂。③初始化處理機控制資訊，將進程的狀態設定為就緒狀態或靜止就緒狀態，對於優先順序，通常是將它設定為最低優先順序，除非使用者以顯式的方式提出高優先順序要求。4） 將新進程插入就緒隊列，如果進程就緒隊列能夠接納新進程，便將新進程插入到就緒隊列中。二、進程終止1.引起進程終止的事件1）正常結束在任何電腦系統中，都應該有一個表示進程已經運行完成的指示。例如，在批處理系統中，通常在程式的最後安排一條Hold指令或終止的系統調用。當程式運行到Hold指令時，將產生一個中斷，去通知OS本進程已經完成。2）異常結束在進程運行期間，由於出現某些錯誤和故障而迫使進程終止。這類例外狀況事件很多，常見的有：越界錯誤，保護錯，非法指令，特權指令錯，運行逾時，等待逾時，算術運算錯，I/O故障。3）外界幹預外界幹預並非指在本進程運行中出現了例外狀況事件，而是指進程應外界的請求而終止運行。這些幹預有：操作員或作業系統幹預，父進程請求，父進程終止。2. 進程的終止過程如果系統發生了上述要求終止進程的某事件後，OS便調用進程終止原語，按下述過程去終止指定的進程。1）根據被終止進程的標識符，從PCB集合中檢索出該進程的PCB，從中讀出該進程狀態。2）若被終止進程正處於執行狀態，應立即終止該進程的執行，共置調度標誌為真。用於指示該進程被終止後應重新進行調度。3）若該進程還有子孫進程，還應將其所有子孫進程予以終止，以防他們成為不可控的進程。4）將被終止的進程所擁有的全部資源，或者歸還給其父進程，或者歸還給系統。5）將被終止進程（它的PCB）從所在隊列（或鏈表）中移出，等待其它程式來搜集資訊。三、阻塞喚醒1.引起進程阻塞和喚醒的事件1）請求系統服務當正在執行的進程請求作業系統提供服務時，由於某種原因，作業系統並不立即滿足該進程的要求時，該進程只能轉變為阻塞狀態來等待，一旦要求得到滿足後，進程被喚醒。2）啟動某種操作當進程啟動某種操作後，如果該進程必須在該操作完成之後才能繼續執行，則必須先使該進程阻塞，以等待該操作完成，該操作完成後，將該進程喚醒。3）新資料尚未到達對於相互合作的進程，如果其中一個進程需要先獲得另一（合作）進程提供的資料才能運行以對資料進行處理，則是要其所需資料尚未到達，該進程只有（等待）阻塞，等到資料到達後，該進程被喚醒。4）無新工作可做系統往往設定一些具有某特定功能的系統進程，每當這種進程完成任務後，便把自己阻塞起來以等待新任務到來，新任務到達後，該進程被喚醒。2.進程阻塞過程正在執行的進程，當發現上述某事件後，由於無法繼續執行，於是進程便通過調用阻塞原語block把自己阻塞。可見，進程的阻塞是進程自身的一種主動行為。進入block過程後，由於此時該進程還處於執行狀態，所以應先立即停止執行，把進程式控制制塊中的現行狀態由執行改為阻塞，並將PCB插入阻塞隊列。如果系統中設定了因不同事件而阻塞的多個阻塞隊列，則應將本進程插入到具有相同事件的阻塞（等待）隊列。最後，轉發送器進行重新調度，將處理機分配給另一就緒進程，並進行切換，亦即，保留被阻塞進程的處理機狀態（在PCB中），再按新進程的PCB中的處理機狀態設定CPU環境。3. 進程喚醒過程當被阻塞的進程所期待的事件出現時，如I/O完成或者其所期待的資料已經到達，則由有關進程（比如，用完並釋放了該I/O裝置的進程）調用喚醒原語wakeup（），將等待該事件的進程喚醒。喚醒原語執行的過程是：首先把被阻塞的進程從等待該事件的阻塞隊列中移出，將其PCB中的現行狀態由阻塞改為就緒，然後再將該PCB插入到就緒隊列中。