操作系统二1进程

Posted 2021-08-19 念奕玥

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了操作系统二1进程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、进程的定义、组成、组织方式

1、进程的定义

单道程序的时候：程序代码放在程序段内，程序的数据（如变量）放在数据段内。就一个进程。
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引入多道程序之后，系统为每个运行的程序配置一个数据结构，常委进程控制块（PCB），用来描述进程的各种信息（如程序代码存放的位置）。

进程的定义：

2、进程的组成

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3、进程的组织方式

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在一个系统中，通常有数十、数百至数千个PCB，为了能有效的管理，应该以适当的方式把这些PCB组织起来。
进程的组织讨论的是多个进程之间的组织方式问题。

3.1 链接方式

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3.2 索引方式

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4、进程的特征

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5、小结

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二、进程的状态与转换

1、进程的状态

为什么需要设置进程的状态？
进程是程序的一次执行。在这个执行过程中，有时进程正在被CPU处理，有时需要等待CPU服务，进程状态会有各种变化。为方便对各个进程的管理，操作系统需要将进程合理地划分为几种状态。

进程的三种基本状态：
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操作系统需要完成创建进程。操作系统为该进程分配所需的内心空间等系统资源，并为其创建、初始化PCB（如为进程分配PID）。
进程运行结束（或者因为bug导致进程无法继续执行下去，比如数组越界），需要撤销进程。操作系统完成撤销进程，需要将分配给进程的资源回收，撤销PCB等工作。
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所以进程也存在另外两种状态：

2、进程的转换

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3、小结

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三、进程控制

进程控制的主要功能是对系统中的所有进程实施有效的管理。它具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程状态转换等功能。
即，进程控制就是要实现进程状态转换。
进程状态转换图如下：
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1、如何实现进程控制?

用原语（原语概念子啊操作系统内核部分提到过）实现进程的控制。
原语特点：执行期间不允许中断。不可中断的操作即原子操作。
原语采用“关中断指令”和“开中断指令”实现，且是只允许在核心态下执行的特权指令。
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2、进程控制相关的原语

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3、小结

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四、进程通信

小结总览：
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进程之间为什么要通信？
进程通信就是指进程之间的信息交换。
进程是分配系统资源的单位（包括内存空间地址），因此各进程拥有的内存地址空间相互独立。
为了保证安全，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间。但进程之间的信息交换又是必须实现的（比如在网页中保存了一张图片，使用微信发送这张图片给别人）。为了保证进程之间的安全通信，操作系统提供了一些方法。

1、共享存储

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2、管道通信

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3、消息传递

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4、小结

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五、线程概念和多线程模型

知识总览
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1、什么是线程？

为什么需要引入线程？
有时进程需要“同时”做很多事，而传统的进程只能串行地执行一系列程序。为此引入了“线程”，来增加并发度。
引入线程之后，线程成为了程序执行流的最小单位（引入线程之前，进程是程序执行流的最小单位）。例如，QQ，视频聊天处理程序，传送文件处理程序，分别为两个线程，同一个进程（QQ）中。线程可以并发地执行下去。
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线程是一个基本的CPU执行的那样，也是程序执行流的最小单位。引入线程之后，不仅是进程之间可以并发，进程内的各个线程之间也可以并发，进一步提升了系统的并发度，使得一个进程内也可以并发处理各种任务（如QQ视频、文字聊天、传文件）。
引入线程后，进程只作为除CPU之外的系统资源的分配单元（例如打印机、内容空间地址等都是分配给进程的）。