跟着小白學OS（二）

聲明：所有學習筆記小編都是根據《王道考研》此書歸納總結的，持續跟新中。。。

進程的定義組成組織方式特徵

進程的定義：
進程是進程實體的運行過程，是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位
程序：一個指令序列，早期計算機只支持單道程序
從不同的角度，進程可以有不同的定義，比較傳統典型的定義有：
　　1.進程是程序的一次執行過程。
　　2.進程是一個程序及其數據在處理機上順序執行時所發生的酒動。
　　3.進程是具有獨立功能的程序在數據集合上運行的過程，它是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位　
進程的組成
PCB、程序段、數據段三部分構成了進程實體(進程映像）一般情況下，我們把進程實體就簡稱爲進程，
系統爲每個運行的程序配置一個數據結構，稱爲進程控制塊(PCB) ，用來描述進程的各種信息(如程序代碼存放位置)
例如，所謂創建進程，實質上是創建進程實體中的PCB；而撤銷進程，實質上是撤銷進程實體中的PCB.
注意：PCB是進程存在的唯一標誌!
　程序段：程序代碼存放在此如程序運行是使用的
　PCB：
　　　　　　進程描述信息
　　　　　　進程控制和管理
　　　　　　資源分配清單
　　　　　　處理機相關信息
　數據段：存放程序運行過程中處理的各種數據

注：嚴格來說，進程實體和進程並不一樣，進程實體是靜態的，進程則是動態的.不過，除非題目專門考察二者區別，否則可以認爲進程實體就是進程。因此我們也可以說“進程由程序段、數據段、PCB三部分組成”
進程組織：
　　1）鏈接方式：按照進程狀態將PCB分爲多個隊列操作系統持有指向各個隊列的指針
　　2）索引方式：根據進程狀態的不同，建立幾張索引表
操作系統持有指向各個索引表的指針
進程的特徵
進程和程序是兩個截然不同的概念，相比於程序，進程擁有以下特徵：
　　1）動態性是進程最本的特徵動態性進程是程序的一次執行過程，是動態地產生、變化和消亡的
　　2）併發性內存中有多個進程實體，各進程可併發執行
　　3）獨立性進程是能獨立運行、獨立獲得資源、獨立接受調度的基本單位
　　4）異步性各進程按各自獨立的、不可預知的速度向前推進，操作系統要提供”進程同步機制”來解決異步問題
　　5）結構性每個進程都會配置一個PCB.結構上看，進程由程序段、數據段、PCB組成

進程的狀態與轉換

進程的狀態
進程是程序的一次執行。在這個執行過程中，有時進程正在被CPU處理，有時又需要等待CPU服務，可見，進程的狀態是會有各種變化.爲了方便對各個進程的管理，操作系統需要將進程合理地劃分爲幾種狀態。
　　１）運行態(Running) ：佔有CPU，並在CPU上運行
　　２）就緒態(Ready) ：已經具備運行條件，但由於沒有空閒CPU，而暫時不能運行三種基本狀態
　　３）阻塞態(Waiting/Blocked，又稱：等待態) 因等待某一事件而暫時不能運行
進程狀態的轉換
如下圖所示

進程控制

主要功能：實現進程狀態的轉換
原語：實現進程控制，原語的特點是執行期間不允許中斷，只能一氣呵成
原語做的事情：
1.更新PCB中的信息(如修改進程狀態標誌、將運行環境保存到PCB、從PCB恢復運行環境)
　　a.所有的選程控制原語一定都會修改進程狀態標誌
　　b.剝奪當前運行進程的CPU使用權必然需要保存其運行環境
　　c.某進程開始運行前必然要恢復期運行環境
2.將PCB插入合適的隊列
3.分配/回收資源
進程控制的相關原語

進程通信

值進程之間進行信息交換
共享存儲：
兩個進程對共享空間的訪問是互斥的
　　　　１）基於數據結構的共享：比如共享空間裏只能存放一個長度爲10的數組，這種共享方式熟讀慢、限制多是一種低級通信方式
　　　　2）基於存儲區的共享：在內存中畫出一塊共享存儲區，數據的形式、存放位置都由進程控制，而不是操作系統。相比之下，這種共享方式速度更快是一種高級通信方式
管道通信
管道：連接讀寫進程的一個共享文件
　1.管道只能採用半雙工通信，某一時間段內只能實現單向的傳輸。如果要實現雙向同時通信，則需要設置兩個管道。
　2.各進程要互斥地訪問管道。
　3.數據以字符流的形式寫入管道，當管道寫滿時，寫進程的write() 系統調用將被阻塞，等待讀進程將數據取走。當讀進程將數據全部取走後，管道變空，此時讀進程的read() 系統調用將被阻塞。
　4.如果沒寫滿，就不允許讀。如果沒讀空，就不允許寫。
　5.數據一旦被讀出，就從管道中被拋棄，這就意味着讀進程最多隻能有一個，否則可能會有讀錯數據的情況。
消息傳遞
進程間的數據交換以格式化的消息爲單位進程通過操作系統提供的“發送消息／接受消息”兩個原語今夕數據交換