操作系统 - 第二章

一、进程的定义、组成、组织、特征

一、进程的定义

从不同的角度，进程有不同的定义

1、进程是程序的一次执行过程；

2、进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动；

3、进程是具有独立功能的程序在数据集合上运行的过程，

它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

4、引入进程实体的概念后，可把进程定义为：

进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

二、进程的组成

进程的组成

一般情况下，进程实体简称为进程

程序段、数据段、PCB（程序控制块）三部分组成了进程实体（进程映像）

注意！PCB是进程存在的唯一标志！

创建进程实质上是创建进程实体中的PCB；

撤销进程实质上是撤销进程实体中的PCB

进程实体和进程

严格来说，进程实体和进程并不一样，进程实体是静态的，进程是动态的

不过，除非题目专门考察二者区别，否则可以认为进程实体就是进程

PCB

一、进程描述信息

1、进程标识符PID

2、用户标识符UID

二、进程控制和管理信息

1、进程当前状态

2、进程优先级

三、资源分配清单

四、处理机相关信息

例如，各种寄存器值

程序段

存放需要执行的代码

数据段

存放程序运行过程中处理的各种数据 

三、进程的组织

两种进程的组织方式 ，链接方式和索引方式

链接方式

按照进程状态将PCB分为多个队列，操作系统持有指向各个队列的指针

如执行指针、就绪队列指针、阻塞队列指针

索引方式

根据进程状态的不同，建立几张索引表，操作系统持有指向各个索引表的指针

四、进程的特征 

一、动态性

动态性是进程最基本的特征

进程是程序的一次执行过程，是动态地产生、变化和消亡的

二、并发性

内存中有多个进程实体，各进程可并发执行

三、独立性

进程是能独立运行、独立获得资源、独立接受调度的基本单位

四、异步性

各进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进

操作系统要提供“进程同步机制”来解决异步问题

异步性会导致并发程序执行结果的不确定性

五、结构性

每个进程都会配置一个PCB

从结构上看，进程由程序段、数据段、PCB组成

二、进程的状态与转换 

一、进程的三种基本状态 

一、就绪态

已经具备运行条件，但由于没有空闲CPU而暂时不能运行

进程已经拥有了除处理机之外所有需要的资源，一旦获得处理机即可立即进入运行态

二、运行态

占有CPU并在CPU上运行

注意！单核处理机环境下，每一时刻最多只能有一个进程处于运行态

双核环境下，可以同时有两个进程处于运行态

三、阻塞态

因等待某一事件发生而暂时不能运行

如等待操作系统分配打印机、等待读磁盘操作的结果

二、进程的创建态和终止态 

创建态

创建态又称新建态

进程正在被创建，操作系统为进程分配资源、初始化PCB

终止态

终止态又称结束态

进程正在从系统中撤销，操作系统会回收进程拥有的资源、撤销PCB