1.进程的概念、组成、特征

①进程的概念

程序与进程

• 程序：是静态的，就是个存放在磁盘里的可执行文件，就是一系列的指令集合。
• 进程：是动态的，是程序一次执行的过程。

同一个程序多次执行会产生多个进程。

进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

②进程的组成

进程是由PCB、程序段、数据段构成的

PCB：

1. PID：操作系统为了区分不同的进程，当进程创建时，操作系统会给进程创建一个唯一、不重复的编号。这个编号称为PID

2. UID：进程所属用户组ID.

3. 操作系统还要记录给进程分配了哪些资源（如:分配了多少内存、正在使用哪些/o设备、正在使用哪些文件。来实现操作系统对资源的管理。

4. 操作系统还要记录进程的运行情况，进程使用资源情况。

上述的信息被操作系统使用PCB（一种数据结构）保存下来。PCB又称为进程控制块。

PCB是进程存在的唯一标志,当进程被创建时,操作系统为其创建PCB，当进程结束时，会回收其PCB。
操作系统对进程的管理所需要的信息都在PCB中。

程序段：程序的指令序列。

数据段：程序运行过程中产生的数据。

③进程的特征

1. 动态（最基本的特性）：进程是程序的一次执行过程，是动态地产生、变化和消亡的

2. 并发：内存中有多个进程实体，各进程可并发执行

3. 独立：进程是能独立运行、独立获得资源、独立接受调度的基本单位

4. 异步：各进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进,操作系统要提供"进程同步机制"来解决异步问题。

5. 结构：每个进程都会配置一个PCB。结构上看，进程由程序段、数据段、PCB组成

2. 进程的状态与转化

①进程的状态

创建状态：进程正在被创建时，它的状态是“创建态”，在这个阶段操作系统会为进程分配资源、初始化PCB

就绪状态：当进程创建完成后就会进入就绪状态，就绪状态的进程已经具备运行的条件了，只是此时CPU没有运行这个进程

运行状态：如果进程一直在CPU运行，则这个进程处于运行状态

阻塞状态：进程在运行过程中可能申请资源，这个资源可能正在被使用，此时CPU会让这个进程进入阻塞状态。

（如果当资源就绪时，此时这个进程就会从阻塞状态变成就绪状态等待CPU调度）

终止状态：当进程运行结束后，会执行exit系统调用结束进程，此时进程的状态为终止状态，CPU负责回收进程申请的系统资源和PCB。

②进程的状态转化

1. 进程在进行创建的时候为创建态。

2. 当系统完成创建进程操作时，进程的状态从创建态转化为就绪态。

3. 此时进程正在等待CPU调度，如果进程被CPU调度，此时进程的状态运行态。

4. 正在运行的进程通过系统调用方式申请系统资源，如果系统资源未就绪，此时进程会进入阻塞态等待资源就绪。

5. 进入阻塞态的进程当等待的系统资源就绪的时候，会从阻塞态进入就绪态重新等待CPU调度。

6. 运行态的进程结束运行后（或进程出现错误），进程进入终止态。

7. 当进程的时间片到都进程会从运行态转化为就绪态

运行态→阻塞态是-种进程自身做出的主动行为。
阻塞态→就绪态是不是进程自身能控制的，是种被动行为。

注意:不能由阻塞态直接转换为运行态,也不能由就绪态直接转换为阻塞态（因为进入阻塞态是进程主动请求的，必然需要进程在运行时才能发出这种请求)

③进程的组织状态

首先：进程PCB中，会有一个变量state来表示进程的当前状态。如: 1表示创建态、2表示就绪态、3表示运行态…为了对同一个状态下的各个进程进行统一的管理，操作系统会将各个进程的PCB组织起来。

进程PCB的组织方式有两种

1. 链接方式：采用就绪队列与阻塞队列管理PCB（链式队列）。阻塞原因不同一般阻塞队列不同。
   执行指针指向当前运行的进程，就绪队列指针指向就绪状态PCB(通常优先级高的放在对头)
2. 索引方式（不常见）：根据进程状态的不同，建立几张索引表。操作系统持有指向各个索引表的指针。可以通过索引找到对应进程的PCB.