操作系统进程

概述

一个进程就是一个正在运行的程序。
它包括：

• 程序的代码，既然进程是一个正在运行的程序，自然需要程序的代码
• 程序的数据
• CPU寄存器的值，包括通用寄存器，程序计数器
• 堆(heap)是用来保存进程运行时动态分配的内存空间
• 栈(stack)有两个用途，1保存运行的上下文信息。2在函数调用时保存被调用函数的形参或者局部变量
• 进程所占用的一组系统资源，如打开的文件

进程状态。包括：

• 创建：进程正在被创建
• 运行：进程正在运行
• 等待：等待某个事件发生（IO完成或者信号）
• 就绪：进程等待分配处理器
• 终止：进程完成执行

进程控制块PCB

每个进程在操作系统中用进程控制块PCB来表示，用来保存与该进程有关的各种状态信息。PCB只是基本原理中的说法，对于一个真实的操作系统可能不叫PCB，比如Linux中叫做任务结构体(task struct)。

• 进程状态：进程的状态
• 程序计数器：进程要执行的下个指令地址
• CPU寄存器：根据体系结构的不同，他们包括累加器，索引寄存器，堆栈指针，通用寄存器等，这些状态信息中断之后需要保存，以便正确执行。
• CPU调度信息：包括进程优先级，调度队列指针等其他调度参数。
• 内存管理信息：根据操作系统内存系统，包括基址，界限寄存器的值，页表段表等。
• 记账信息：包括CPU时间，实际使用时间，记账数据作业或进程数量。
• I/O状态信息：分配给进程的设备列表，打开文件列表等。

进程调度

分时系统是在进程之间快速切换，以便用户在程序运行时能与其进行交互。因此进程调度会选择可用的一个进程到CPU执行

进程进入系统，会被加入作业队列，该队列包括系统中所有进程。驻留在内存中就绪的等待运行的进程保存在就绪队列中，该队列中链表表示。

如linux中的所有进程都是task_struct双向链表表示：

上下文切换：中断使CPU从当前任务变为运行内核子程序，系统需要保存当前CPU运行进程的上下文，从而处理完之后能恢复上下文。进程上下文用前面提到的PCB表示，包括CPU寄存器值，进程状态，内存管理信息等。

进程控制基本流程

• 进程创建：进程可能是由系统内核收到请求而创建，也可能由进程本身创建，由进程本身创建的进程一般是子进程，它继承父进程拥有的全部资源。
  

• 进程终止：进程的终止是由操作系统执行的。当一个进程因各种原因结束时，会通知操作系统。
  

• 进程阻塞：进程的阻塞是由进程自身主动执行的。但进程发现自身无法继续执行时，就主动调用进程阻塞原语，把自己阻塞。
  

• 进程唤醒：进程的唤醒通常由其他线程执行。但其他线程由于某些事件希望执行线程执行时，会调用进程唤醒原语将指定进程唤醒。
  

参考资料：

• 操作系统概念，第3章
• http://www.cnblogs.com/zrtqsk/