第2章 进程管理1.pdf

### 进程管理知识点概述 #### 一、进程的基本概念 **进程**是操作系统中最基本的概念之一，它代表了程序的一次执行过程。进程不仅包含了正在执行的代码，还包括了与之相关的数据、堆栈以及操作系统为了管理进程所需的内核结构（如进程控制块PCB）。 **引入进程的目的**主要有两个方面： 1. **动态性**：进程是程序执行的动态表现形式，具有生命周期，从创建到消亡经历了动态变化的过程。 2. **共享性**：允许多个进程共享相同的程序或数据资源。 #### 二、进程的定义与特性 **定义**：进程是系统进行资源分配和调度的独立单位，是进程实体的运行过程。 **特性**： 1. **动态性**：进程是一次执行过程，有生命周期。 2. **并发性**：多个进程可以在系统中同时执行。 3. **结构性**：进程通常包含程序块、数据块和进程控制块等多个部分。 4. **独立性**：进程是资源分配和系统调度的独立单位。 5. **共享性**：多个进程可以共享同一程序。 6. **交互性**：多个进程间可能存在相互制约关系。 7. **异步性**：每个进程按自己的速度执行，进度不可预测。 #### 三、进程与程序的区别 - **动态性与静态性**：进程是动态的，而程序是静态的。 - **组成不同**：进程由程序、数据集和进程控制块等组成。 - **多进程与单程序**：多个进程可以对应同一个程序。 - **生命周期**：进程有生命周期，是短暂的；程序则是相对持久的存在。 - **并发能力**：进程支持并发执行，程序则不具备此特性。 #### 四、进程的静态描述 **进程控制块(PCB)**：系统利用PCB来控制和管理进程，它是系统感知进程存在的唯一标志。PCB中包含了描述信息、控制信息和现场信息等。 1. **描述信息**：包括进程标识符、进程名、用户标识符和进程家族关系等，用于唯一标识一个进程。 2. **控制信息**：用于管理和调度进程，包括进程当前状态、优先级、代码执行入口地址、运行统计信息等。 3. **现场信息**：保留进程运行时存放在CPU中的关键信息，如寄存器内容、程序计数器(PC)、状态寄存器(PSW)等。 #### 五、进程的内存映像 **进程映像(Process Image)**：是指进程在操作系统中的具体物理实现，即在内存中的描述。进程映像主要包括PCB、程序块、数据块和堆栈四个要素。 - **用户级上下文**：包括用户进程的程序块、用户数据块（含共享数据块）和用户堆栈。 - **系统级上下文**：包括进程控制块(PCB)、内核堆栈、内核数据结构等，这部分由操作系统管理和维护。 - **指令集架构上下文**：包括处理器特定的寄存器和其他硬件状态信息。 进程管理是操作系统中的核心内容之一，涉及进程的创建、调度、同步、通信等多个方面。理解进程的概念及其管理机制对于深入学习操作系统原理至关重要。