操作系统复习笔记--第三章 进程

第三章进程

1、进程的概念：执行中的程序

2、进程与程序的区别

程序不是进程，程序只是被动实体，而进程是活动实体，当一个可执行文件被装入内存时，一个程序才能被称为进程。

1. 进程是一个动态概念，程序是一个静态概念；
2. 进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的。
3. 进程具有并发性，而程序没有；
4. 进程是竞争计算机系统资源的基本单位，其并发性受到系统本身的制约；
5. 不同的进程可以包含同一程序，只要程序所对应的数据集不同

3、进程状态及其转换|||||||

新的：进程正在被创建

运行：指令正在被执行

等待：进程等待某个事件的发生

就绪：进程等待分配处理器

终止：进程完成执行

4、进程控制块

每个进程在操作系统中用程序控制块来表示（PCB）：包括进程状态、程序计数器、CPU寄存器、CPU调度信息、内存管理信息、记账信息、I/O状态信息

PCB用来保存程序运行期间的重要信息、进程存在的唯一标识、记录了OS所需的用于描述进程及控制进程所需的全部信息、进程与PCB是一一对应的

5、进程调度：选择一个可用的进程到CPU上执行

6、作业队列：保存系统中所有的进程，进程进入系统会被加入作业队列

7、就绪队列：驻留在内存中的、等待运行的程序保存在就绪队列中

8、设备队列：等待I/O设备的进程，每个设备都有自己的设备队列

9、调度程序：进程选择有相应的调度程序执行

10、长期调度（作业调度）：选择一个进程进入内存的就绪队列，控制多道程序设计的程度（内存中进程的数量），执行的并不频繁

11、短期调度（CPU调度）：从就绪队列中选择一个进程，并为之分配CPU

12、两者区别：执行的频率

13、中期调度：中级调度主要完成虚拟内存管理相关得换入换出操作

14、上下文切换（调度过程）：当CPU切换到另一个进程的时候，系统需要保存老进程的状态，并且加载新进程的状态，上下文切换的时间是系统的额外开销，切换时系统不做任何有用的工作，时间与硬件支持密切相关

15、进程操作：进程创建，进程终止

进程创建：父进程创建子进程，子进程继续创建，从而形成一棵进程树

进程终止：父进程能够中止子进程的执行

16、父进程能够中止子进程的执行的原因：

1. 子进程使用了超过它所分配到的一些资源
2. 子进程的任务不再需要
3. 如果父进程结束了，一些操作系统不允许子进程继续执行

17、对换技术、交换技术：将内存中暂时不能运行的进程，或暂时不用的数据和程序，换出到外存，以腾出足够的内存空间，把已经具备运行条件的进程，或进程需要的数据和程序，换入内存

18、进程分类：I/O为主的进程、CPU为主的进程

19、进程终止实现

第一步：根据被终止进程的标识符，从PCB集合中查找对应进程控制块并读出该进程的状态；

第二步：若被终止进程正处于执行状态，则终止该进程的执行，并设置调度标志为真，用于指示该进程被终止后应重新进行调度，选择一新进程，把处理机分配给它。

第三步：若进程还有子孙进程，应将其所有子孙进程终止，以防它们成为不可控制的。

第四步：将进程所占有的全部资源释放（还给父进程或系统），释放进程控制块（若该进成为执行态，要进行进程调度）。

第五步：将被终止进程（它的PCB）从所在队列（或链表）中移出，等待其他程序来收集相关信息。

20、进程协作的目的:信息共享、提高运算速度、模块化、方便

21、进程间通信基本模式：（1）共享内存（2）消息传递

22、消息传递通过系统调用来实现，速度慢，对于交换较少数量的数据很有用，因为不需要避免冲突。

23、共享内存消息传递速度快，只有在建立共享内存区时需要系统调用