进程

主要研究进程对CPU是如何管理的。

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进程状态

A process includes：

• program counter and other registers
• stack
• heap
• data section
• text section

Process States

• new
• ready (就绪态)
• runing (运行态)
• waiting (阻塞态)
• terminated

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进程切换

进程控制块PCB

PCB是一个数据结构，是一个结构体，保存了进程的状态等等

Process Control Block:
* Process state
* Program counter
* CPU registers
* CPU scheduling information
* Memory-management information
* Accounting information
* I/O status information
* ……

进程切换时，先将当前进程的状态保存在当前进程的PCB中，然后再由CPU调度算法选择一个就绪态进程，将此进程的PCB读入，开始运行此进程。

进程从运行态切换到就绪态是通过时钟中断进行控制的
进程由运行态进入等待态是由进程主动通过一些操作进入的，这些操作是系统调用，于是会陷入内核，然后内核就会保存状态，切换进程

系统会将所有进程的PCB集中管理，可以抽象成队列的概念。
大多数系统通常使用数组进行进程的管理，原因如下：
1. 随机访问比较快速
2. 数组结构简单，管理起来方便
3. 局部性原理强

进程创建

进程间资源的共享

• 子进程共享父进程全部资源 –多见于嵌入式系统
• 子进程共享部分父进程资源 –Unix
• 子进程与父进程独立 –Windows

进程的创建

每个进程都拥有自己独立的虚拟地址空间
* 子进程可以通过拷贝父进程的所有资源来创建
* 可以通过父进程直接加载一个新程序来创建

进程的结束

在Unix下，进程结束后资源由父进程来回收，如果父进程不回收，则由系统的根进程(init)来回收。

进程间通信

• 消息传递
  消息传递有信号量等多种方式，分阻塞和非阻塞两种方式
  
  • 阻塞型
    
当进程请求系统调用后，如果系统调用不能马上执行，则会进入等待状态，也就是说进程不知道系统调用是不是立即执行

  • 非阻塞型
    
当进程请求系统调用后，如果系统调用不能马上执行，则会返回通知进程系统调用没有执行

• 共享内存

进程在实际物理内存中并不是理想状态的完全独立，而是两个进程中不相同的部分独立，而相同的部分(例如代码段)则共享。
多进程在一定意义上实现了模块化，便于管理