操作系统(四)——进程的定义、组成、组织方式与特证

进程的定义

进程(Process)是程序的一次运行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。

为什么引入进程

  • 进程是对运行程序过程的抽象,同时也是一种数据结构,旨在清晰地描述动态系统的内在规律,有效地管理和调度运行到计算机系统主内存中的程序。
  • 进程是资源分配和调度的基本单位,引入进程使处理器利用率和内存利用率大大提高。
  • 进程是具有有关数据集合的独立功能的程序的运行活动。它可以申请和拥有系统资源,是一个动态的概念,是一个活跃的实体。进程不仅是程序的代码,还包括当前活动,由程序计数器的值和处理寄存器的内容表示。
  • 在操作系统中引入进程的概念,是为了实现多个程序的并发执行。传统的程序不能与其他程序并发执行,只有在为之创建进程后,才能与其他程序(进程)并发执行。这是因为并发执行的程序(即进程)是“停停走走”地执行,只有在为它创建进程后,在它停下时,方能将其现场信息保存在它的PCB中,待下次被调度执行时,再从PCB中恢复CPU现场并继续执行,而传统的程序却无法满足上述要求。
  • 建立进程所带来的好处是使多个程序能并发执行,这极大地提高了资源利用率和系统吞吐量。但管理进程也需付出一定的代价,包括进程控制块及协调各运行机构所占用的内存空间开销,以及为进行进程间的切换、同步及通信等所付出的时间开销。

进程的组成

  • PCB:Process Control Block,进程控制块,存放进程的管理和控制信息的数据结构,包括进程描述信息(PID:进程标识符、UID:用户标识符)、进程控制和管理信息、资源分配清单、处理机相关信息。
  • 程序段:存放将要执行的代码。
  • 数据段:存放程序运行过程中处理的各种数据

在这里插入图片描述

进程的组织

  • 链接方式:系统按照进程的状态将进程的PCB组成队列,从而形成就绪队列、阻塞队列、运行队列等。

    在本例中,执行指针指向一个包含PCB5的队列;就绪队列指针指向一个顺序为PCB1、PCB4、PCB8的队列。

  • 索引方式:系统按照进程的状态分别建立就绪索引表、阻塞索引表等。
    在这里插入图片描述

进程的特点

  • 动态性:进程是程序一次的执行过程,动态的产生、执行与消亡
  • 并发性:内存中有多个进程实体(由PCB、程序块、数据块组成),各进程并发执行
  • 独立性:进程是能够独立运行、独立获取资源、独立接受调度的基本单位
  • 异步性:进程不是一贯到底地执行的,而是“走走停停”,以不可预知的速度向前推进
  • 结构性:每个进程都有PCB,从结构上看进程都由程序段、数据段、PCB组成。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/xywxhzsjhh/article/details/112916360