1--进程

1-1--进程的定义

进程表示一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程；

1-2--进程的组成

一个进程由以下部分组成：① 程序的代码； ② 程序处理的数据；③ 程序计数器中的值，其指示下一条将运行的指令；④ 一组通用的寄存器的当前值、堆和栈；⑤ 一组系统资源；简而言之，进程了正在运行的一个程序的所有状态信息；

1-3--进程与程序的关系

进程与程序具有以下关系：

① 程序是产生进程的基础；

② 程序的每次运行构成不同的进程；

③ 进程是程序功能的体现；

④ 通过多次执行，一个程序可以对应多个进程；通过调用关系，一个进程可以包括多个程序；

进程与程序的区别：

① 进程是动态的，程序是静态的；

② 程序是有序代码的集合，进程是程序的执行，进程有核心态和用户态；

③ 进程是暂时的，程序是永久的；进程是一个状态变化的过程，程序可以长久保存；

④ 进程与程序的组成不同，进程的组成包括程序、数据和进程控制块（Process Control Block，即 PCB 用于描述进程的数据结构，操作系统为每个进程都维护了一个PCB，用于保存与该进程有关的各种状态信息）；

1-4--进程的特点：

进程具有以下特点：

① 动态性：进程可以动态地创建和结束；

② 并发性：进程可以被独立调度并占用处理机进行运行；（并发：一段时间内多个线程同时执行；并行：一个时刻多个线程同时执行；）

③ 独立性：不同进程的工作不相互影响；

④ 制约性：进程由于访问共享数据、资源，或者进程间同步会产生相互的制约（涉及互斥、锁等问题）；

1-5--进程控制结构

进程控制块：表示操作系统管理控制进程运行所用的信息结合；操作系统通过进程控制块（PCB）来描述进程的基本情况以及运行变化的过程，PCB是进程存在的唯一标志；

使用进程控制块时，创建进程会为进程生成一个PCB，终止进程会回收其PCB，对进程的组织管理是通过对PCB的组织管理实现的；

PCB包含以下三大类信息：

        ① 进程标识信息：本进程的标识，本进程的父进程标识、用户标识等；

        ② 处理机状态信息保存区：保存进程的运行现场信息；

        ③ 进程控制信息：例如调度和状态信息、进程间通信信息、存储管理信息、进程所用资源和有关数据结构连接信息；

PCB的组织方式：

① 链表：同一状态的进程其PCB组成一个链表，不同状态（例如就绪、阻塞等）对应不同的链表；

② 索引表：同一状态的进程归入一个 index 表，不同状态（例如就绪、阻塞等）对应不同的 index 表；

1-6--进程的生命周期

进程的生命期管理包括以下部分：

① 进程创建：系统初始化时，用户请求创建一个新进程，正在运行的进程执行了创建进程的系统调用；

② 进程运行：内核选择一个就绪的进程，让它占用处理机并运行；

③ 进程等待：在部分情况下，进程会进入等待（阻塞）的状态，例如请求并等待系统服务时，无法立刻完成，进程会进入等待状态；启动某种操作时，无法立刻完成，进程会进入等待状态；进程需要的数据没有到达时，进程会进入等待状态；进程只能自己阻塞自己；

④ 进程唤醒：进程在以下情况会从等待状态被唤醒，进入唤醒状态，例如被阻塞进程需要的资源被满足时；被阻塞进程等待的事件到达时；该进程的PCB被插入到就绪队列中；进程只能被别的进程或操作系统唤醒；

⑤ 进程结束：进程在以下四种情形下会结束，例如自愿正常退出、自愿错误退出、强制致命错误、强制被其他进程杀死；

1-7--进程状态变化模型

进程在生命结束之前将处于并仅处于以下三种基本状态：

① 运行状态（Running）：一个进程正在处理机上运行；

② 就绪状态（Ready）：一个进程获得了除处理机之外的一切资源，当得到处理机时即可运行；

③ 等待/阻塞状态（Blocked）：一个进程正在等待某一事件而暂停运行；

1-8--进程挂起

进程处于挂起状态时，进程不占用内存空间，处于挂起状态的进程会映射到磁盘（外存）上；

        挂起状态有两种：阻塞挂起状态，进程在外存中等待某个事件的出现；

                                       就绪挂起状态，进程在外存中，当进入内存后即可运行；

        挂起实质上是把一个进程从内存转移到外存中；

常见挂起状态的转换如下：

① 阻塞→阻塞挂起：没有进程处于就绪状态或就绪进程要求更多的内存资源时，会发生这种转换以提交新进程或运行就绪进程；

   ② 就绪→就绪挂起：当有高优先级（系统认为其很快就绪）阻塞进程和低优先级就绪进程时，系统会将这个低优先级的就绪进程挂起；

   ③ 运行→就绪挂起：对于抢先式分时系统，当有高优先级阻塞挂起进程因事件出现而进入就绪挂起时，系统会把当前运行的进程转换为就绪挂起状态；

   ④ 阻塞挂起→就绪挂起：发生在外存中，当阻塞挂起进程由于相关事件出现时，系统会把阻塞挂起进程转换为就绪挂起进程；