操作系统——进程的状态及转换

1.    为什么要分开就绪和阻塞状态

       答：因为就绪态只需要等待处理机，而阻塞态可能在等待输入输出，即使分配给处理机也是徒劳，所以两状态图不妥。对于调度进程，只需要等待就绪队列里的进程，因为阻塞状态可以转换到就绪队列里去。

2.    进程五状态

1)       新状态：进程已经创建，但未被OS接纳为可执行进程。（还没有申请到相应的资源）。

2)       就绪态：进程做好了准备，准备执行（只等待处理机）。

3)       执行状态：该进程正在执行（单处理机，某一时刻仅一个进程占用处理机）。

4)       阻塞状态：等待某事件发生才能执行，如等待I/O完成。

5)       终止状态.

3.    问题：多个进程竞争内存资源

l  内存资源紧张

l  无就绪队列，处理机空闲：I/O速度比处理机速度慢的多，可能出现全部进程阻塞等待I/O。

解决方法

l  交换技术：换出一部分暂时不能运行的进程（阻塞进程）到外存（只换出程序和数据，PCB不换出去），以腾出内存空间，可以调用新进程来执行。

l  虚拟存储技术：每个进程只能装入一部分程序和数据

4.      挂起：进程被交换到外存，状态变为挂起状态

4.1   进程挂起的原因（p91）

l  进程全部阻塞，处理机空闲。

l  系统负荷过重，内存空间紧张。（让其他进程先执行完）

l  操作系统的需要。操作系统可能需要挂起后台进程或一些服务进程，或者某些可能导致故障的进程。

l  终端用户请求。

l  父进程的需求。

4.2  挂起进程的特征

l  不能立即执行

l  可能是等待某事件发生，若是，则阻塞条件独立于挂起条件，即使阻塞事件发生，该进程也不能执行。

n  阻塞和挂起没有联系。

n  如果A进程现在要求输入数据，此时A进程属于阻塞状态，在选择挂起进程的时候，可能先选择阻塞进程（A进程），此时A进程挂起，正在输入数据，输入到内存缓冲区内。当数据输完了，向处理机发送命令数据已经输入完成，阻塞事件解除，但实际上还是挂起，所以仍是挂起态。

l  使之挂起的进程为：自身、父进程、OS。

l  只有挂起它的进程才能使之由挂起状态转换为其他状态。

4.3  阻塞与挂起

l  进程是否等待时间：阻塞与否。

l  进程是否被换出内存：挂起与否。

4.4  四种状态组合

l  就绪：进程在内存，准备执行。

l  阻塞：进程在内存，等待事件。

l  就绪/挂起：进程在外存，只要调入内存即可执行。

l  阻塞/挂起：进程在外存，等待事件。

4.5  处理机可调度执行的进程有两种

l  新创建的进程

l  或换入一个以前挂起的进程

通常为避免增加系统负载，系统会换入一个以前挂起的进程执行。

4.6  具有挂起状态的进程状态转换

l  阻塞 → 阻塞/挂起：OS通常将阻塞进程换出，以腾出内存空间

l  阻塞/挂起→ 就绪/挂起：当阻塞/挂起进程等待的事件发生时，可以将其转换为就绪/挂起。

l  就绪/挂起→ 就绪：OS需要调入一个进程执行。

l  就绪 → 就绪/挂起：一般，OS挂起阻塞进程。但是有时也会挂起就绪进程，释放足够的内存空间。

l  新 → 就绪/挂起（新→ 就绪）：新进程创建后，可以插入到就绪队列或就绪，挂起队列，若无足够的内存分配给新进程，则需要新→ 就绪/挂起。