計算機操作系統(tǒng)教案

進程管理教案設(shè)計教學章節(jié)：2.1進程的基本概念2.1.1程序的順序執(zhí)行及其特征2.1.2前趨圖2.1.3程序的并發(fā)執(zhí)行及其特征教學目的及要求：掌握：程序并發(fā)執(zhí)行的特征，程序的順序執(zhí)行及其特征。理解：前趨圖及其應(yīng)用重點、難點：程序并發(fā)執(zhí)行的特征，程序的順序執(zhí)行及其特征。教學對象：大二學生教學過程：板書設(shè)計見PPT。復習引入：通過第一章的學習，對操作系統(tǒng)有了整體上的認識，以后的章節(jié)就是對各個部分的功能加以詳細的論述。新課講授：思考問題：為什么要引入進程進程具有哪些基本特征進程具有哪些基本狀態(tài)進程控制塊的作用和內(nèi)容2.1進程的基本概念引入進程的目的是為了使多個程序能并發(fā)執(zhí)行。2.1.1程序的順序執(zhí)行及其特征1.程序的順序執(zhí)行程序的順序執(zhí)行是指若干個程序或程序段之間必須嚴格按照某種先后次序來執(zhí)行，僅當前一程序或程序段執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后面的程序或程序段。例：每個程序有三個順序執(zhí)行的操作——I：輸入操作、C：計算操作、P：輸出操作2.程序順序執(zhí)行時的特征(1)順序性處理機的操作嚴格按照程序所規(guī)定的順序執(zhí)行。(2)封閉性程序一旦開始執(zhí)行，其計算結(jié)果不受外界因素的影響。即程序運行時獨占全機資源，資源的狀態(tài)（除初始）只有本程序才能改變它。(3)可再現(xiàn)性程序執(zhí)行的結(jié)果與它的執(zhí)行速度無關(guān)(即與時間無關(guān))，而只與初始條件有關(guān)。2.1.2前趨圖為了描述一個程序的各部分（程序段、語句）間的依賴關(guān)系，或是一個大的計算的各子任務(wù)間的因果關(guān)系，采用前驅(qū)圖方式。前趨圖是一個有向無循環(huán)圖(DAG)，用于描述程序段或進程之間執(zhí)行的先后次序關(guān)系。結(jié)點：描述一個程序段或進程，或一條語句。有向邊：結(jié)點之間的偏序或前趨關(guān)系“”＝{(Pi,Pj)|在Pj開始前Pi必須完成}，若(Pi,Pj)∈，可寫成PiPjPiPj：Pi必須在Pj開始之前完成則Pi是Pj的直接前趨，Pj是Pi的直接后繼初始結(jié)點:沒有前趨的結(jié)點終止結(jié)點:沒有后繼的結(jié)點例：具有九個結(jié)點的前驅(qū)圖:前趨關(guān)系：P1?P2，P1?P3，P1?P4，P2?P5，P3?P5，P4?P6，P4?P7，P5?P8，P6?P8，P7?P9，P8?P9注意：前趨圖中絕對不能出現(xiàn)循環(huán)2.1.3程序的并發(fā)執(zhí)行及其特征1.程序的并發(fā)執(zhí)行例：在系統(tǒng)中有n個作業(yè)，每個作業(yè)都有三個處理步驟，輸入數(shù)據(jù)、處理、輸出，即Ii,Ci,Pi(i=1,2,3,...,n)。這些作業(yè)在系統(tǒng)中執(zhí)行時是對時間的偏序，有些操作必須在其它操作之前執(zhí)行，這是有序的，但有些操作是可以同時執(zhí)行的。2.程序并發(fā)執(zhí)行時的特征(1)間斷性在多道程序設(shè)計的環(huán)境下，程序是并發(fā)執(zhí)行的，它們?yōu)橥瓿梢豁椚蝿?wù)而相互合作，這些程序之間要共享系統(tǒng)的資源，形成了相互制約的關(guān)系。相互制約導致并發(fā)程序具有“執(zhí)行——暫?！獔?zhí)行”這種間斷性的活動規(guī)律。(2)失去封閉性程序在并發(fā)執(zhí)行時，多道程序共享系統(tǒng)的資源，因而這些資源的狀態(tài)由多道程序來改變，程序運行失去封閉性。一程序的運行受到其他程序的影響。(3)不可再現(xiàn)性程序在并發(fā)執(zhí)行時，失去封閉性導致其失去可再現(xiàn)性。重復執(zhí)行時，雖執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，但結(jié)果卻不同。2.1.4進程的特征與狀態(tài)在計算機中，程序的并發(fā)執(zhí)行具有不可再現(xiàn)性。那么，如何使程序既能并發(fā)執(zhí)行，又具有