第4章 抽象：进程

抽象：进程

背景

进程的定义：运行中的程序

当有许多进程需要运行时，由于它们都要CPU，所以我们需要提供一种假象：每个进程都独占CPU。操作系统通过虚拟化（virtualizing）CPU来实现这种假象，于是就有了时分共享(time sharing)CPU技术

一个进程运行只运行在一个时间片，然后切换到其他进程

为了更好地实现CPU的虚拟化，操作系统需要一些低级机制以及一些高级智能。

低级机制->机制（mechanism）

一些实现了所需功能的 低级方法或协议

高级智能->策略（policy）

在操作系统内做出某种决定的算法

调度策略（scheduling policy）

分离 策略和机制

机制：how解决问题

策略：解决which问题

4.1 抽象：进程

进程（process）：操作系统为正在运行的程序提供的抽象

进程的机器状态（machine state）

内存：进程可以访问的内存：地址空间（address space）

寄存器

4.2 进程API

操作系统提供给进程的接口API

创建（create）

操作系统必须包含一些创建新进程的方法

销毁（destroy）

由于存在创建进程的接口，因此系统还提供了一个强制销毁进程的接口

等待（wait）

有时等待进程停止运行是有用的，因此经常提供某种等待接口

其他控制（miscellaneous control）

除了杀死或等待进程外，有时还可能有其他控制

状态（statu）

通常也有一些接口可以获得有关进程的状态信息，例如运行了多长时间，或者处于什么状态

4.3 进程创建：更多细节

程序如何转换为进程？

操作系统如何启动并运行一个程序？

进程创建实际如何进行？

操作系统将代码和所有静态数据加载（load）到内存中，加载到进程的地址空间中

接着操作系统创建初始化栈&执行I/O设置相关的其他工作

最后启动程序

4.4 进程状态

运行（running）：

在运行状态下，进程正在处理器上运行。这意味着它正在执行指令。

就绪（ready）：

在就绪状态下，进程已准备好运行，但由于某种原因，操作系统选择不在此时运行。

阻塞（blocked）：

在阻塞状态下，一个进程执行了某种操作，直到发生其他事件时才会准备运行。

调度（scheduled）vs 取消调度（descheduled）

更多的状态

4.5 数据结构

操作系统是一个程序，它用关键的数据结构；来追踪各种相关的消息。

进程列表（process list）：

里面有所有运行的进程

进程控制块（process control block PCB）