进程管理（三态模型，PV操作详细讲解，经典例题）

个人博客

进程的概念

定义

进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是学习通进行资源分配和调度的一个独立单位。它由程序块，进程控制块PCB和数据块三部分组成

进程与程序的区别

进程与程序的区别：进程是程序的一次执行过程，没有程序就没有进程。

程序是完成某个特定功能的一系列程序语句的集合，只要不被破话，程序就会永远存在。程序是一个静态的概念，而进程是一个动态的概念，它由创建而产生，完成任务后因撤销而消亡，进程是系统进行资源分配和调度的独立单位，而程序不是

进程的状态及变换

进程有就绪态，运行态和阻塞态（等待态）

如何转换：

1. 就绪态转换运行态：进程在就绪态时，唯一欠缺的是cpu的资源。当cpu调度这个进程时，进程就会从就绪态转变为运行态。
2. 运行态转变为阻塞态：当进程是运行态时，需要等待某些io设备的处理或者其他事情的发生或提供的数据，进程就会运行态变为阻塞态。
3. 阻塞态变为就绪态：当等待的资源或者事情发生时，则转变
4. 运行态转变为就绪态：cpu的时间片用完了，有更高优先级的进程替代此进程时

进程的同步和互斥

同步的定义：

进程同步也是进程之间直接的制约关系，是为完成某种任务而建立的两个或多个线程，这个线程需要在某些位置上协调他们的工作次序而等待、传递信息所产生的制约关系。进程间的直接制约关系来源于他们之间的合作。

同步相当于跑得快的等跑的慢的一起到终点

互斥的定义：

进程互斥是进程之间的间接制约关系。当一个进程进入临界区使用临界资源时，另一个进程必须等待。只有当使用临界资源的进程退出临界区后，这个进程才会解除阻塞状态。

互斥相当于多个人过独木桥 ，这里的独木桥就是临界资源

P,V操作

• 临界资源：诸进程间需要互斥方式对其进行共享的资源，如打印机，磁带机等
• 临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
• 信号量：是一种特殊的变量

上图的s是信号量，进行以下p操作，信号量就会减一。s的时候，进程就会被挂起，因为没有资源分配了。v操作释放资源，如果s<=0时说明阻塞队列里面还有队列再等待，会阻塞

互斥模型

多个进程共享一台打印机
pv操作是成对出现的

打印机就是一个资源

同步模型

下面的单缓冲区的意思是一次只能有一个执行操作
生产者生产产品，消费者消费产品，市场的个数只有一个。s1代表生产中的产品，s2代表市场中的产品。

经典例题

解题过程

1. 这种题先确定是什么模型，由收银员一次只能服务一个购书者得，是同步模型
2. 从简单的一方出发，由于收银员只有一个，逻辑肯定要简单，所以最好先做第二空
3. 由于收银员需要等待第一个购书者来缴费，所以b1 为 p(s1),当收费成功后肯定是释放资源，叫下一个购书者来，所以b2 为V(S2).
4. 再看第一空，当第一个购书者缴费时，需要呼叫收银员，所以a1为V（s1），第二个购物者来之后只能排队等

pv操作的前驱图

由前驱图写p，v操作：这里应该是只要正确理解了pv操作的含义了，是绝对好写的，这中题目的关键是：注意箭头的指向，比如d进程需要等待前面三个A,B,C都释放资源了才可以得到执行，所以前面有p（Sa），p（Sb）,p(Sc).