进程与线程

并发：是一个处理器在一段时间内处理多个任务
并行：是多个处理器在同一时间同时处理多个任务

进程的状态：运行、就绪、阻塞、创建和结束

在虚拟内存管理的操作系统中，通常会把阻塞状态的进程的物理内存空间换到硬盘，等到再次需要运行的时候，在从硬盘换入到物理内存。
挂起状态：一个新的状态用来描述进程没有占用实际的物理内存空间的情况

进程控制块（PCB）用来描述进程
PCB中包含的信息：

• 进程描述信息 （进程标志符、用户标志符）
• 进行控制和管理信息 （进程当前状态、进程优先级）
• 资源分配清单
• CPU相关信息

创建进程
操作系统允许一个进程创建另一个进程
子进程被终止时，其在父进程处继承的资源应当还给父进程；同时父进程终止的时候，也会终止所有的子进程
过程：首先分配一个唯一的进程标识号，同时申请一个空白的PCB，PCB有限，若申请失败就创建失败；然后为进程分配资源，如果资源不足，进程就会进入一个等待状态，以等待资源；初始化PCB；将进程插入到就绪队列（如果此时的调度队列能够接纳新的进程）

终止进程
三种方式：正常结束、异常结束、外界干预
过程：寻找PCB；终止进程的执行，将CPU分给其他的进程；如果有子进程，递归进行终止；将该进程拥有的全部资源全都归还给父进程或者操作系统；将PCB从所在的队列中删除
//TODO 阻塞和唤醒

进程的上下文切换
一个进程切换到另外一个进程，就是进程的上下文切换

进程与线程的比较
进程是资源分配的单位，线程是CPU调度的单位
进程拥有一个完整的资源平台，而线程则只是独享必不可少的资源

进程间的通信方式
管道：传输数据是单向的 范围是存在父子关系的进程中
命名管道：FIFO 可以在不相关的进程间进行通信

消息队列
消息队列的生命周期是随内核的，如果没有释放消息队列或者关闭操作系统，消息队列会一直存在的
缺点：不适合较大数据的传输；存在用户态与内核态之间的数据拷贝开销

共享内存
拿出一快虚拟地址空间，映射到相同的物理内存中去，不需要拷贝来拷贝去，大大提升了进程间通信的速度。

信号量
是一个整型的计数器，主要用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于缓存进程间的通信数据。
两种原子操作：P操作（信号量减一）、V操作（信号量加一）

信号
在异常情况下的工作模式，需要用信号的方式来通知进程
信号是进程通信机制中的唯一的异步通信机制，可以在任何时候发送信号给某一个进程
用户进程对信号的处理方式：执行默认操作、捕捉信号、忽略信号

Socket通信
进行跨网络和不同主机上的进程之间的通信的

进程调度算法
先来先服务（FCFS）：适用与CPU繁忙型的系统，不适合IO繁忙型的
最短作业优先（Shortest Job First）：优先选择运行时间最短的进程来运行
高响应比优先调度算法：优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
时间片轮转调度算法：每个进程被分配一个时间段，称为时间片
最高优先级算法（Highest Priority First）：静态优先级（创建进程的时候就确定了优先级，整个运行时间优先级不变）、动态优先级（会根据进程动态的调整优先级）
也分为了两类：非抢占式和抢占式
多级反馈队列调度算法：时间片轮转算法与最高优先级抢占算法的综合

缺页异常
当CPU访问的页面不在物理内存中的时候，就会产生一个缺页中断，请求操作系统将所缺页调入到物理内存

内存页面置换算法
最佳页面置换算法：置换在未来最长时间不访问的页面
先进先出置换算法：选择在内存驻留时间很长的页面进行置换
最久未使用的置换算法（LRU）：选择最长时间没有被访问的页面进行置换
时钟页面置换算法：将所有的页面都保存在一个环形链表中，当发生缺页的时候，算法会首先检查表指针指向的页面，如果访问位为0就淘汰该页面，同时将新的页面插入这个位置；如果访问位是1就清除访问位，同时找到前面为0的页面。
最不常用置换算法：选择访问次数最少的页面进行淘汰

磁盘调度算法
先来先服务算法
最短寻道时间优先算法：优先选择从当前的磁头位置所需寻道时间最短的请求（可能会产生饥饿，某些请求永远不会被访问到）
扫描算法：解决上边产生的饥饿问题，磁头在一个方向上移动，访问所有未完成的请求，知道磁头到大该方向上最后的磁道，再调换方向
循环扫描算法：对扫描算法进行改进；只在一边进行读取，读取完成之后立即返回，然后在开始读取
LOOK与C-LOOK算法：对扫描算法和循环扫描算法进行的改进；磁盘不必移动到最始端或这最末端才开始调换方向；而是移动到最远的请求处就开始反向移动。