操作系统——进程9问

买了本《现代操作系统》，前面的介绍部分直接略过，在回家的路上直接从进程开始看。对并发、多道程序设计有了初步的了解，在此将心得稍微写一下。

1、什么是进程？

进程是正在运行程序的一个实例，可以把他比作计算机正在做的某一件事情。

2、什么是并发？

在单核CPU中，实现真正的并发是不可能的，因为在一个时间片里，CPU只能运行一个进程。就好比，你不可能同时做饭，同时看书。那么所谓的并发是什么呢？能实现“并发”是因为CPU的运转速度是非常快的，所以进程间来回切换速度是异常迅速的，速度快到人感觉他们是同时运行的，并没有切换。当然，对于多核CPU来说，并发就不是一回事情了，但是每一个核每次还是只能运行一个进程。

3、进程和程序有什么不同？

进程和程序的区别很微妙。进程包含了输入数据，程序和输出数据，可以说进程和程序是一个真包含的关系。程序是告诉一个进程该怎么运行的一个逻辑描述，进程则是实现输入数据在程序中的执行后的输出，这样一整个过程。书中的比喻是做蛋糕：程序相当于是食谱，输入数据就是做蛋糕的原材料，CPU是做蛋糕的人，进程就是实现做蛋糕这一整件事情的动作总和。

4、什么是前台进程和后台进程？

与人类进行交互的进程称为前台进程（办公软件、游戏），停留在后台处理如电邮、WEB页面、新闻、打印的进程称为后台进程，也称作守护进程。

5、进程的状态有哪几种？

运行态——进程实际占用着CPU；

就绪态——准备运行的进程，但是因为其他进程占用着CPU，所以暂时被挂起；

阻塞态——除非某种外部事件发生，否则不能运行（比如需要输入数据才能运行的进程）；

6、进程之间的切换是怎么控制的？

有一个叫做进程调度程序的程序（-__-），他是操作系统的一部分，如果系统认为一个进程占用CPU的时间过长，那么他会选择让另一个进程开始运行。进程调度程序的调度标准主要从整体效率和竞争公平性中去权衡。进程调度程序的层次结构在普通进程之下。

7、进程是用什么数据结构实现的？

操作系统中有维护着一张表格（书上说的是：结构数组。估计就是个指针实现的动态数组，或者有指定大小的静态数组），这个表格有个名字：进程表，每个进程占用着表格中的一个表项。

8、进程在切换时底层是如何实现的？（微机接口没学好，这段就不是很理解了，真伤不起啊）

当一个磁盘中断发生时，中断硬件将程序计数器、程序状态字、有时还有一个或多个寄存器压入堆栈，计算机随即跳转到中断向量指向的地址。这些操作都是由汇编语言实现的。这一部分还有待进一步研究……

9、什么是多道程序设计模型？

比如有N个进程，每个进程等待I/O操作的时间与其停留在内存中的时间比为p（也就是在内存中不干事的时间），则所有进程都在等待I/O的概率是p^n，那么他的否命题：至少有一个进程不在等待I/O（即，在I/O）的概率，也即CPU的利用率为：1-p^n。从这个式子里就可以看出，等待I/O的时间越长或进程数越少，CPU利用率越低，吞吐量也就越低（也就是说，进程干事的时间比例越高，干事的进程越多，CPU利用率就越大）。