《进程及进程》课件

,A CLICK TOUNLI MITED POSSIBI LITES汇报人目录CONTENTS进程是操作系统中的基本概念，是程序的一次执行过程进程由程序、数据和进程控制块组成进程具有独立性、动态性、并发性和异步性等特点进程是操作系统进行资源管理和调度的基本单位新建状态进程刚刚创建，尚未执行就绪状态进程已准备好执行，等待CPU调度运行状态进程正在CPU上执行阻塞状态进程等待某个事件发生，如I/O操作完成终止状态进程执行完毕，等待操作系统回收资源信号处理创建进程终止进程僵尸进程孤儿进程进程状态进程可以通通过系统调通过系统调进程终止后，父进程终止进程有就绪、过信号处理用创建新的用终止进程，其资源未释后，其子进运行、阻塞、机制，响应进程，如如exit、放，成为僵程成为孤儿终止等状态，和处理各种fork、_exit等尸进程进程，由init信号，如状态转换由exec等进程收养SIGINT、操作系统调SIGTERM等度决定进程同步多个进程之间需要协信号量一种用于进程同步和通调工作，避免冲突和死锁信的机制，用于控制对共享资源的访问添加标题添加标题添加标题添加标题进程通信进程之间需要交换信消息传递一种常用的进程通信息，实现数据共享和协作方式，通过发送和接收消息实现进程间的数据交换进程控制块PCB的定义操作系统用于管理进程的数据结构PCB的内容包括进程标识符、进程状态、进程优先级、CPU寄存器、内存管理信息、文件描述符等PCB的作用操作系统通过PCB来管理进程，实现进程调度、资源分配等功能PCB与进程的关系一个进程对应一个PCB，操作系统通过PCB来识别和管理进程l代码段存放程序代码的区域，由操作系统管理l数据段存放全局变量、静态变量和常量的区域，由操作系统管理l堆栈段存放临时变量、函数调用和返回地址的区域，由操作系统管理l堆存放动态分配的内存区域，由程序员管理l栈存放临时变量、函数调用和返回地址的区域，由操作系统管理l进程控制块存放进程状态、进程ID等信息的区域，由操作系统管理进程控制程序代码进程数据进程资源进程上下进程通信块包含进程的可进程的私进程的资文进程进程之间进程的基执行代码，有数据，源信息，的执行环的通信机本信息，包括指令如全局变如打开的境，包括制，如管如进程ID、和数据量、局部文件、网C PU寄存道、信号、状态、优变量、堆络连接等器、堆栈共享内存先级等栈等指针等等进程I/O状态进程在执行I/O操作时的就绪状态进程等待CPU调度执行状态状态类型阻塞、就绪、运行运行状态进程正在CPU上执行阻塞状态进程等待I/O操作完成状态转换阻塞-就绪-运行-阻塞优先级调度算法根据进程的优先级进行调度时间片轮转调度算法每个进程轮流执行一段时间短进程优先调度算法优先调度执行时间短的进程多级反馈队列调度算法将进程分为多个队列，每个队列采用不同的调度算法进程切换的原进程切换的步进程切换的时进程切换的影因资源分配、骤保存当前间取决于操响可能导致任务调度等进程状态、选作系统和硬件系统响应延迟、择下一个进程、配置资源浪费等问恢复下一个进题程状态等l进程切换的时间开销包括保存和恢复进程上下文的时间l进程切换的空间开销包括保存和恢复进程上下文所需的内存空间l进程切换的CPU开销包括进程切换时CPU的切换和调度时间l进程切换的I/O开销包括进程切换时I/O设备的切换和调度时间调度算法选择合适的调调度策略考虑优先级、切换开销评估进程切换的开销，包括上下文切换、度算法，如FCFS、SJF、时间片、抢占式等调度策页表切换等RR等略调度效率评估调度算法公平性评估调度算法的实时性评估调度算法的的效率，如平均周转时间、公平性，如避免饥饿、避实时性，如响应时间、吞平均等待时间等免资源浪费等吐量等线程进程中可独立执行的并发模型描述并发进程和最小单位线程之间关系的模型并发进程同时执行的多个并发模型分类共享内存模进程型、消息传递模型、共享状态模型等线程是进程的一个执行单元，可线程的实现方式包括用户级线程以共享进程的资源和内核级线程添加标题添加标题添加标题添加标题线程的状态包括就绪、运行、阻用户级线程由应用程序管理，内塞和终止核级线程由操作系统管理线程同步互斥锁保信号量用条件变量消息传递共享内存多个线程之证同一时间于控制多个用于线程之线程之间通多个线程共间共享资源，只有一个线线程对共享间的等待和过发送和接享同一块内需要同步操程访问共享资源的访问通知收消息进行存区域，实作资源通信现数据共享线程调度操线程切换操线程优先级线程同步线作系统根据一作系统在多个线程的优先级程之间需要同定的策略选择线程之间进行决定了线程的步，以确保数线程进行执行切换，以实现调度顺序据的正确性和并发执行完整性管道通信管道通信管道通信管道通信匿名管道命名管道的速度快，是一种进通过创建可以分为只能用于可以用于效率高，程间通信管道来实匿名管道父子进程任意两个但只能传的方式现和命名管之间的通进程之间输字节流，道信的通信不能传输复杂的数据结构管道进程间通过管道进行通信，管道可以是匿消息传递进程间通过发送和接收消息进行通信名管道、命名管道等消息类型包括信号、管道、共享内存、消息队共享内存进程间通过共享内存进行通信，共列等享内存可以是全局共享内存、局部共享内存等信号进程间通过发送信号进行通信，信号可以消息队列进程间通过消息队列进行通信，消息是硬件中断、软件中断等队列可以是FIFO、LIFO等共享内存进程通信原理进程优点速度快，缺点需要同步间共享的一块内通过读写共享内效率高机制，防止数据存区域存实现通信竞争和死锁信号量一种用于进信号量通信原理通信号量操作P操作信号量通信的应用程间通信的同步机制过信号量来控制进程和V操作解决进程间的同步间的同步和互斥和互斥问题，实现进程间的协作和协调防止恶意进程攻保护系统资源不确保进程间通信防止进程被篡改击被非法访问的安全性或破坏l访问控制模型DAC、MAC、RBAC等l访问控制策略基于角色的访问控制、基于属性的访问控制等l访问控制方法访问控制列表（ACL）、访问控制矩阵（ACM）等l访问控制实现操作系统内核、安全模块等安全漏洞进程可能受到的攻击安全策略设置合适的权限和访类型，如缓冲区溢出、代码注入问控制，如使用最小权限原则、等限制进程访问敏感资源等添加标题添加标题添加标题添加标题防范措施使用安全编程技术，安全工具使用安全工具进行进如使用安全的API、避免使用不安程监控和审计，如使用防火墙、全的函数等入侵检测系统等汇报人。