操作系统-02-进程管理

1. 进程的定义

1. 程序

2. 进程

• 进程和程序的区别和联系：

区别：
(1) 进程是动态的;程序是静态的。
(2) 进程有独立性，能并发执行;程序不能并发执行。
(3) 二者无一一对应关系。
(4) 进程异步运行，会相互制约;程序不具备此特征。
但是，进程与程序又有密切的联系： 进程不能脱离具体程序而虚设， 程序规定了相应进程所要完成的动作。
(5) 组成不同。进程包含PCB、程序段、数据段。程序包含数据和指令代码。
(6) 程序是一个包含了所有指令和数据的静态实体。本身除占用磁盘的存储空间外，并不占用系统如CPU、内存等运行资源。
(7) 进程由程序段、数据段和PCB构成,会占用系统如CPU、内存等运行资源。
(8) 一个程序可以启动多个进程来共同完成。
联系：进程不能脱离具体程序而虚设， 程序规定了相应进程所要完成的动作。

进程定义

• 程序段、数据段、PCB三部分组成了进程实体(进程映像) 。
  • 一般情况下,我们把进程实体就简称为进程,
  • 例如,所谓创建进程,实质上是创建进程实体中的PCB;
  • 而撤销进程,实质上是撤销进程实体中的PCB.
  • 注意: PCB是进程存在的唯一标志!从不同的角度,进程可以有不同的定义,比较传统典型的定义有:
    • 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（强调“动态性”）
    • 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。

2. 进程的组成

• 程序段
  存放程序代码本身

• 数据段
  存放程序运行过程中处理的各种数据

• PCB

  进程管理所需的数据都放在这里
  ​PCB是进程存在的唯一标志

  • 进程描述信息

    • 进程标识符 PID

    • 用户标识符 UID

    • 父进程 PID

    • 子进程 PID

  • 进程控制和管理信息

    • 进程优先级

    • 进程当前状态

    • 进程阻塞原因

    • 进程同步和通信机制

    • 其它调度所需的信息

  • 资源分配清单

    • 程序段指针

    • 数据段指针

    • 外设资源

  • 处理器现场信息

    • 各种寄存器的值
      进程切换时需要把当前进程的运行状态保存在PCB里面
      比如程序计数器的值记录了当前程序执行到那一句了，通用寄存器，程序状态字寄存器，栈指针等等

注意

• 而其中最重要的就是进程控制块PCB（Process Control Block）
• 在进程的整个生命期中，系统总是通过PCB对进程进行控制的，即系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的。
• 所以说，PCB是进程存在的唯一标志。

3. 进程的组织方式

3.1 链接方式

• 按照进程状态将PCB分为多个队列
• 操作系统持有指向个个队列的指针

3.2 索引方式

• 根据进程状态不同，建立几张索引表
• 操作系统持有指向各索引表的指针

4. 进程的特征

• 动态性
  最基本特征。进程是程序的一次执行过程，是动态地产生、变化和消亡的
• 并发性
  内存中有多个进程实体，各进程可以并行执行
• 独立性
  进程是能独立运行、获得资源、接受调度的基本单位
• 异步性
  各进程按各自独立的、不可预测的速度向前推进，异步性会导致并发程序执行结果的不确定性，操作系统要提供“进程同步机制”来解决异步问题
• 结构性
  每一个进程都会配置PCB

参考书籍：《王道考研计算机操作系统》

参考博客 ： https://mubu.com/doc/Cd-Y4YOfkh#

​ https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/104415990