操作系统--进程管理

为了使参与并发执行的程序（含数据）能独立的运行，必须位置配置一个专门的数据结构，称为进程控制块（PCB）,系统利用PCB来描述进程的基本情况和运行状态，进而控制和管理进程。相应地，由程序段、相关数据段和PCB三部分构成了进程映像（进程实体）。所谓创建进程，实质上是创建进程映像中的PCB;而撤销进程，实质上是撤销进程的PCB,值得注意的是，进程映像是静态的，进程则是动态的。PCB是进程存在的唯一标志。

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。

进程的特征：

1）动态性，动态性是进程最基本的特征

2）并发性，提高资源利用率，单处理器系统中，是某个时间段的并发，某个时刻的并行。

3）独立性，进程实体是一个能独立运行、独立获得资源和独立接受调度的基本单位。凡是为创建PCB的程序都不能作为一个独立的单位参与运行。

4）异步性：由于进程的相互制约，使得进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。异步性会导致执行结果的不可再现性，为此，在操作系统中必须配置相应的进程同步机制。

5）结构性：每个进程都配置一个PCB对其进行描述。从结构上看，进程实体是由程序段、数据段和进程控制段三部分构成。

进程的状态与转换：

1）运行状态：进程正在处理机上运行。在但处理机环境下，每一时刻最多只有一个进程处于运行状态。

2）就绪状态：进程已处于准备运行的状态，即进程或得了除处理机之外的一切所需资源，一旦得到处理机即可运行。

3）阻塞状态：进程正在等待某一事件而暂停运行，如等待某一资源为可用（不包括处理机）或等待输入、输出完成。即使处理机空闲，该进程也不能运行。

4）创建状态：进程正在被创建尚未转到就绪状态。创建进程通常需要多个步骤：首先申请一个空白的PCB,并向PCB中填写一些控制和管理进程的信息；然后有系统进一步处理资源释放和回收工作。

5）结束状态：进程正从系统中消失，这可能是进程正常结束或其他原因中断退出运行。当进程需要结束运行时，系统首先必须置该进程为结束状态，然后在进一步处理资源释放和回收等工作。

就绪到运行：处于就绪状态的进程被调度后，获得处理机资源（时间片），于是进程有就绪转为运行状态

运行到就绪：处于运行状态的进程在时间片用完后，不得不让出处理机，从而进程由运行状态转换为就绪状态。在可剥夺的系统中，更高优先级的进程就绪时，也会将其置为就绪，执行更高级的进程。

运行到阻塞（主动行为）：在进程请求某一资源的使用和分配或等待某一事件的发生（I/O操作的完成）时，他就从运行状态转换为阻塞状态。

阻塞到就绪（被动行为）：当进程等待的时间到来时，如IO操作结束或中断结束时，中断处理程序把相应进程的状态由阻塞状态转为就绪状态。