进程

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Process Execution state Address space Context switch Process control block(PCB)

进程的定义

进程是操作系统对执行的抽象

• 是执行的基本单元
• 是一个程序动态执行的上下文

进程有的时候被称为一个job或者task

• 进程之间是相互独立的
• 进程可以被其他进程创建，也可以创建其他进程。

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进程的状态

进程状态表示进程当前在做什么：

• Running：线程正在CPU上执行指令（它控制着CPU，最多有多少进程可以同时处于running状态呢？—— 等于CPU个数）
• Ready：等待被调度上CPU（准备执行，但另外一个线程正在执行）
• Waiting：等待一个事件（如I/O）（直到等待的事件发生之前进程都不能被调度上CPU）

状态转化图

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进程内有什么？

• 进程状态
• new，ready，running，waiting，halted
• 程序计数器
• 进程要执行的下一条指令的地址
• CPU寄存器
• 栈指针，基本的寄存器，变址寄存器
• CPU进行调度需要的信息
• 进程优先级，指向进程的指针
• 内存管理的信息
• 基本的信息，虚拟地址空间到物理地址的映射
• 统计信息
• 进程的ID，owner，时间限制
• I/O状态信息
• 分配给当前进程的I/O设备的列表

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一个例子：

程序：

int myval;
int main(int argc, char *argv[]) {
  myval = atoi(argv[1]);
  while(1)
      printf("myval is %d, loc 0x%lx\n", myval, (long)&myval);
}

然后在两个terminals里面输入

Myval 5
Myval 6

结果为：

• myval的数值是不一样的
• myval的地址是一样的

与之相关的知识：

• 进程的地址空间是相互独立，互不干涉的，所以值是一样的
• 输出的myval的地址是这个变量的在其所属进程中的逻辑地址。 所以可以有相同的地址。
• 其地址相同是因为，它们对应的进程内容除了myval的具体值之外基本完全相同。当然，如果采用其他的内容分配策略（比如随机），则地址也是可以不一样的。

进程的地址空间一般是：

• 用户空间在低地址
• 内核在较高的地址 （从0xffffffff开始）

进程的用户地址空间所含内容如下：

用户地址空间

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进程控制块（PCB）

在内核中，操作系统用PCB描述一个进程。

• PCB包括了进程的所有的信息
• 在进程不运行的时候，其运行的上下文就被存储在PCB中。

PCB的一些内容

PCB中存储了进程所在的队列
操作系统通过一些队列来记录进程的状态