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进程的基本概念

程序是指令（或语句）的集合，指令之间是顺序关系（仅当前一操作执行完成后，才继续后续操作）

程序顺序执行的三个特点：顺序性，封闭性（程序执行结果不受外界因素影响），可再现性（只要输入初始条件相同，则无论何时重复执行都会得到相同结果）

程序并发执行特点：间断性（任意程序不可能一直占有CPU），失去封闭性（多个程序共享系统中的各种资源），不可再现性。

程序是静态概念，进程是动态概念。
程序一旦执行就会创建进程。进程是程序的一次执行。
进程具有生命期，是一个动态实体。
进程具有并行特性

单处理机如何处理多个任务？
答：采用CPU分时技术：每个程序运行相等的时间片，轮流运行—轮转。

进程的特点：动态性，并发性，独立性（进程是一个能独立运行，独立分配资源和独立接受调度的基本单位），异步性（进程按各自独立的，不可预知的速度向前推进）

进程的三种基本状态：就绪状态，执行状态，阻塞状态。

在一些系统增加了挂起状态。

为了方便操作系统管理和控制进程，引入进程控制块PCB — 一个数据结构来描述执行中程序的相关信息。
从结构上看，一个进程实体至少包含：程序，数据，PCB。
因为PCB经常被系统访问，所以常驻内存。
PCB的组织方式：链接方式（将具有相同状态进程的PCB链接在一起），索引方式（根据进程不同状态建立几个索引表，索引表每一项只是一个PCB在内存中的首地址，各索引表的起始地址存放在内存的专用知识单元中）

2)处理机状态
处理机运行时，许多新兴放在寄存器中，当处理机被中断时，所有信息保存在PCB中，一边该进程重新执行时，能从断点继续执行。

3）

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进程控制

进程控制是进程管理中最基本的功能。

• 创建进程
• 终止进程
• 进程运行中的状态转换

进程建立后进入就绪队列，靠进程调度才运行，而不是立即运行。

进程终止过程：进程入口---终止执行---撤销子进程---释放资源---PCB移出

进程的阻塞与唤醒：
引起进程阻塞事件：请求系统服务不能满足/启动某种操作，比如i/o，新数据尚未到达，无新工作可做
进程阻塞过程：入口（进程标识，等待条件）---修改PCB内容：状态=“等等”---插入等待队列---转进程调度

进程同步

进程同步有两种制约关系：间接相互制约关系（进程间要通过某种中介发生联系,即互斥关系：多个进程共享一个临界资源，共享方式是先来者先用的异步方式），直接制约关系（即同步关系，指多个进程的执行有先后顺序的限制）

临界资源（互斥资源）：系统中某些资源一次只允许一个进程使用
如：打印机，共享的变量，缓冲区等
临界区（互斥区）：在进程中访问临界资源的程序段
为了保证对临界资源的互斥利用，在使用前应该先申请，判断。

同步机制有四个准则：

• 空闲让进
• 忙则等待
• 有限等待：任何进入临界区的进程应该在有限时间内得到满足
• 让权等待：当进程不能进入临界区时，应立即放弃CPU

信号量机制
整型信号量----记录型信号量—AND型信号量—信号量集

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管程机制

使用信号量机制，要求每个访问临界资源的进程都必须有同步操作wait（s）和signal（s）,使大量的同步操作分散在各个进程中，导致系统无法有效控制管理，容易导致死锁，不利于维护和修改。
引入管程。

管程每次只允许一个进程进入，从而实现进程互斥。

进程通信

进程通信：进程之间的信息交换。

• 共享储存器系统：共享数据结构的通信方式（公用数据结构的设置及对进程间同步的管理都由程序员完成，效率低），共享存储区的通信方式（进程可随时向系统申请一块存储区，并指定该区的关键字，用于进程通信）
• 管道通信
  • 
    
• 消息传递系统
  • 

线程

引入进程的目的是为了使多个程序能并发执行，提高资源利用率和系统吞吐量。
引入线程的目的是为了减少程序并发执行时所付出的时空开销，让操作系统具有更好的并发性。

进程是一个拥有资源的独立单位，又是一个可独立调度的基本单位。
将进程的资源申请和调度属性分开，即进程作为资源的申请和拥有者，但不作为调度的基本单位。

线程的三种基本状态：执行状态，就绪状态，阻塞状态。
多线程OS中的进程有以下属性：

• 作为资源分配的单位
• 可包括多个线程
• 进程不是一个可执行的实体。所谓进程处于“执行”状态，实际上是该进程的某线程正在执行。