进程的描述

今天药忘吃喽~ 2023-07-10 05:17 8阅读 0赞

## **进程的特征和定义** ##

进程的定义有很多种，我们可以通过这些定义全面的了解进程。（1）进程是程序关于某个数据集合的一次执行过程。（2）行为的一个规则叫做程序，程序在处理机上执行时所发生的活动称为进程。（3）进程是这样的计算部分，它是可以和其它计算并行的一个计算。（4）进程（有时称为任务）是一个程序与其数据一道通过处理机的执行所发生的活动。（5）进程是执行中的程序。

综合来看，进程是数据、程序、硬件之间的关系。通过任务管理器可以看多很多的进程，打开电脑上的软件就会产生与之对应的进程，数据在程序的执行下被cpu计算，这样一个动态过程就是进程。也可以说正在执行的一个程序段就是一个进程，一个程序有若干程序段，也就是一个程序会有多个进程。

进程的特征：（1）结构特征（2）动态性（3）并发性（4）独立性（5）异步性

结构特征：进程控制块（PCB）+ 程序 + 数据 = 进程实体，进程控制块是一个结构体代码，其中存放着许多属性，用来记录线程的优先级，线程执行时间等多种信息。

动态性是最基本的特征，进程是实体的执行过程，有生命周期。程序是指令的集合，是静态概念。

并发性是多个进程同时执行。独立性是站在单个线程的角度，可看作独立使用资源。异步性是进程各自独立，各自的速度不可预知。

## **进程的三种基本状态** ##

就绪、阻塞、运行。就绪态是万事俱备只欠cpu，已经获得除cpu外的所有资源，一旦获得cpu控制权，就立即执行。运行态是进程正在处理机上执行。阻塞态是正在执行的进程由于某时间暂停执行，放弃处理及而处于暂停状态。

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## **挂起状态** ##

比如当前进程在就绪态等待执行，并且内存空间已满，这时外部有一个非常紧急的任务要先执行，那么操作系统会优先调度紧急任务，但是内存已满，所以处于就绪态的进程会被调出内存到外存上，该进程就处于了挂起状态。

引起挂起状态的原因：（1）终端用户的请求（2）父进程请求（3）负荷调节的需要（4）操作系统的需要

引入挂起后，进程状态图有所改变：

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一段程序段要被执行，送入内存，处于就绪态，操作系统会把所有等待cpu的进程整合成一个就绪队列。现在程序段得到cpu资源，进入执行态，但程序段中要申请使用打印机，那么该进程就被阻塞，进入阻塞态，所有阻塞状态的进程也会整合成阻塞队列。如果进程得到打印机资源，那么进程就在使用完打印机后重新进入就绪状态。

如果进程还未得到打印机资源，这时外部又出现紧急任务，需要腾出内存空间，由于就绪队列和阻塞队列都存放在内存，就都有可能被调出内存成为挂起态。假如在阻塞态程序段的程序段被调出内存，那么就成为静止阻塞状态，等紧急任务完成，被调入内存的阻塞队列，就是被激活成阻塞状态。阻塞状态不只是申请打印机，也可能是休眠一段时间，那么可以直接转为静止就绪，被激活后直接转为就绪态。

同理，就绪队列的程序段被调出，被挂起成为静止就绪态，被激活回到就绪态。

执行过程中的程序段也可以被调出内存，挂起成为静止就绪态，紧急任务执行完，激活为就绪态。

## **进程控制块** ##

**进程控制块（PCB）的作用**

PCB在进程创建的时候创建，伴随进程运行的全过程，存放进程管理和控制信息。PCB是进程存在的唯一标志。系统所有的PCB组织成链表或队列，常常存在内存的PCB区。

**进程控制块中的信息**

（1）进程标示符。每个进程都必须有一个唯一的标示符，就好比进程的名称，用来和其他的进程区分。而进程标示符又分为内部标示符和外部标示符。

（2）处理机状态。处理机状态信息主要由处理机的各种寄存器中的内容组成。处理机运行时的信息存放在寄存器中，当被中断时这些信息要存放在PCB中。比如进程的执行时间达到时间片，这个时候的数据保存在寄存器中，为了该进程下一次的调用必须保护现场，把中断数据存放在PCB中。（通用寄存器、指针计数器、程序状态字psw、用户栈指针）

（3）进程调度信息。包括进程状态、进程优先级、进程调度所需要的其他信息、事件。

（4）进程控制信息。包括程序和数据的地址、进程通信和同步机制、资源清单、链接指针。

**进程控制块的组织方式**

（1）线性方式，基本不用

（2）链接方式：把同一状态的PCB连接成一个队列，比如就绪队列、阻塞队列。

（3）索引方式：系统根据所有进程的状态建立几张索引表，把各表的内存首地址记录在内存的专用单元中。索引表的表目中记录了                                       相应状态的某个PCB在PCB表中的地址。

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