操作系统01_进程与线程

进程和线程

1. 并发和并行
   并行是多个事件在同一时刻发生，并发是多个事件在同一时间间隔内发生。
2. 操作系统的基本特征
   • 并发程序并发执行
   • 共享互斥共享和同时访问两种方式
   • 虚拟时分复用技术和空分复用技术
   • 异步进程异步执行，停停走走向前推进，时间片
3. 什么是进程？
   程序是指令和数据的有序集合，进程是进程实体（程序段、数据段、PCB）在处理机上的一次执行过程。进程是系统资源分配和调度的一个独立单位。
   引入进程是为了程序并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量。
4. 什么是线程？
   线程是独立调度、独立运行和分派的基本单位。线程是轻量级进程，线程只拥有少量资源（TCB等），并不拥有系统资源，多线程共享进程的资源。
   引入线程是为了减少程序并发执行的时空开销（主要在创建、撤销和进程切换），使OS具有更好的并发性。
5. 进程的特征（与程序的区别）
   • 动态性进程是一次执行过程，由创建而产生、调度而执行、撤销而消亡。程序是静态的，如果没有为之建立PCB，则程序没有意义。
   • 并发性多个进程实体在内存中，在一段时间里能同时运行。没有建立PCB的程序不能并发执行。
   • 独立性进程实体能独立运行、独立获得资源、独立接受调度。没有建立PCB的程序不能独立运行。
   • 异步性进程各自独立、异步运行，因此程序才能并发执行，为保证结果可再现，需配置进程同步机制。
6. 进程的状态
   • 就绪（Ready）进程已获得除CPU以外的必要资源，需按策略排成就绪队列
   • 执行（Running）进程获得CPU，程序执行
   • 阻塞（Block）进程由于发生I/O请求等事件无法继续执行，产生阻塞，这时需进行调度，将阻塞进程加入阻塞队列，将处理机分配给就绪队列中的进程
   • 创建进程申请PCB，初始化PCB，处理机为进程分配资源，最后把进程转入就绪状态并加入就绪队列
   • 终止进程在执行过程中由于正常或异常需要终结，OS处理后将PCB清零并将PCB空间返还系统。
7. 进程同步方式
   • 硬件同步方式，如关中断、Swap指令、Test-And-Set指令
   • 信号量机制
   • 管程机制
8. 经典进程同步问题
   生产者-消费者问题