操作系统中进程、线程的知识点和简答题

本文详细介绍了操作系统中进程的概念、组成、状态及其转换,强调了进程控制块(PCB)的重要性。同时,讨论了进程调度的类型,包括长程、中程和短程调度。还探讨了线程的基本概念、好处以及与进程的区别,并分析了用户级线程与内核级线程的差异,多线程模型的优缺点以及线程池的工作原理。

1进程的概念及组成。
概念:进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的,是一个能独立运行的活动实体。多个进程间可以并发执行和交换信息。一个进程在运行时需要一定的资源,如CPU、存储空间及I/O设备等。
组成:
(1)进程标识符:它是惟一的标志对应进程的一个标志符或数字;
(2)处理机状态:包括是处理机的各种寄存器内容信息;
(3)进程调度信息:表明该进程的执行状态;调度优先权:表示进程获取CPU的优先级别;进程之间通信信息:反映该进程与哪些进程有什么样的通信关系;
(4)进程控制信息:被保护的信息有:程序计数器程序状态字,各工作寄存器的内容等;资源需求、分配和控制方面的信息;进程实体信息:指出该进程的程序和数据的存储情况,在内存或外存的地址、大小等;族系关系:反映父子进程的隶属关系;其它信息:如文件信息、工作单位等。

2进程的基本状态及转换条件
状态:
创建:进程正被创建。
运行:(进程的)指令正被执行。
等待:进程正在等待发生一些事件(如I/O 完成或接收一个信号)。
就绪:进程正等待分配处理器。
终止:进程结束运行
这里写图片描述

转换:
(1) 就绪→运行:进程具备运行条件,当进程调度程序选择了进程后,便将其转入运行状态。
(2) 运行→阻塞:进程需要等待某种事件的发生,如执行了输入输出指令,或者请求资源得不到满足时,进程转阻塞状态。
(3) 阻塞→就绪:进程等待的I/O已完成,或者请求的资源得到满足,进程转为就绪状态。
(4) 创建→就绪:进程尚不具备运行条件,所需的资源尚未得到满足。当进程创建完成后,进程可转入就绪状态。
(5) 运行→延迟:进程运

说法一:进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配调度的一个独立单位. 线程进程的一个实体,是CPU调度分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行 说法二:进程线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程线程的区别在于: 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程. 线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。 另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。 从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度管理以及资源分配。这就是进程线程的重要区别。 说法三:多线程共存于应用程序中是现代操作系统中的基本特征重要标志。用过UNIX操作系统的读者知道进程,在UNIX操作系统中,每个应用程序的执行都在操作系统内核中登记一个进程标志,操作系统根据分配的标志对应用程序的执行进行调度系统资源分配,但进程线程有什么区别呢? 进程线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程线程的区别在于: 线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性搞。 另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。
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