进程的描述

进程：

  • 一个独立功能的程序在一个数据集合的动态执行过程

    进程的组成

  • 程序是进程的基础

  • 程序的每次运行构成不同的进程
  • 进程是程序功能的体现
  • 通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包含多个程序

进程与程序的区别

  • 进程是动态的，程序是静态的；程序是有序代码的集合；进程是程序的执行，且具有核心态以及用户态
  • 进程是暂时的，程序是永久的
  • 进程与程序的组成不同：进程组成包含程序、数据和进程控制块

进程的特点

  • 动态性
  • 并发性
  • 独立性
  • 制约性

进程控制块

  • 进程的数据结构（PCB），描述进程的基本情况以及运行变化过程，是进程存在的唯一标识
  • PCB含以下三类信息
    • 进程标识信息： 本进程的标识（PID），父进程标识（FPID），用户标识（UPID）
    • 处理及状态信息，保存进程运行现场信息：
      • 用户可见寄存器，用户可以使用的数据，地址等寄存器
      • 控制和状态寄存器，如程序技术器（PC），程序状态字（PSW）
      • 栈指针，过程调用/系统调用/中断处理和返回时需要用到
    • 调度和状态信息，用于操作系统调度进程并占用处理机状态
    • 进程间的通信信息
    • 存储管理信息，指向本进程映像存储空间的数据结构
    • 进程所用资源，由本进程打开、使用的系统资源
    • 有关数据结构连接信息，进程可以连接到一个进程队列，连接到其他相关进程的PCB
  • PCB的组织方式
    • 链表
    • 索引表

      进程的生命周期管理

进程的状态

  • 进程的生命期管理

    • 创建
      • 系统初始化
      • 用户请求创建
      • 正在运行的进程执行率创建进程的系统调用
    • 运行
      • 选择就绪状态的进程运行
    • 等待
      • 请求并等待系统服务，无法马上完成
      • 启动某种操作，无法马上完成
      • 需要的数据没有到达
    • 唤醒
      • 被阻塞进程需要的资源可被满足
      • 被阻塞进程等待的事件到达
      • 将该进程的PCB插入到就绪队列
      • 被其他进程，或操作系统唤醒
    • 结束
      • 进程退出
      • 错误退出
      • 致命退出
      • 被其他进程所杀

  • 进程状态变化模型

    • 就绪状态
    • 阻塞状态
    • 运行状态
    • 创建状态
    • 结束状态

进程挂起

为了合理利用系统资源，进程不在内存空间

挂起状态
  • 阻塞挂起状态：进程在外存中并等待事件出现

  • 就绪挂起状态：进程在外存，只要在内存，便可执行

    挂起：把一个进程从内存转到外存

  • 阻塞到阻塞挂起

  • 就绪到就绪挂起
  • 运行到就绪挂起：抢占式分时系统

  • 在外存时的状态转换

    • 由阻塞挂起到就绪挂起
      解挂/激活：把一个进程从外存转入内存

  • 就绪挂起到就绪

  • 阻塞挂起到阻塞

状态队列

由操作系统维护不同状态的状态队列，用来标识当前所有进程的状态