2.1 进程概述.pptx1

【进程和程序的区别】 在操作系统中，程序和进程是两个不同的概念。程序是静态的，它是一系列预先编译好的机器语言指令，存储在磁盘上，等待执行。程序文件包含元信息、机器语言指令、数据、符号表、重定位信息、共享库和动态链接信息等，这些内容在运行时被内核用来创建进程。 【进程的定义和特性】 进程则是程序在特定数据集上的动态执行实例。它可以理解为程序在内存中的实际运行状态，拥有独立的功能。每个进程都有自己的内存空间，包含程序代码、变量等，并且内核为其维护一组数据结构，如进程ID、虚拟内存表、文件描述符表、信号处理信息等。进程是操作系统资源分配的基本单位，也是执行的基本单位。 【多道程序设计】 多道程序设计是提高CPU利用率的关键技术，它允许系统内存中同时存在多个独立的程序。这些程序在内核的控制下交替执行，尽管从宏观上看是并行的，但微观上，任何时刻CPU仅执行一个进程。时间片的概念应运而生，操作系统将CPU时间划分为小片段，每个进程轮流占用这些时间片，形成一种快速交替执行的假象。 【时间片与并发】 时间片，或称量子，是操作系统分配给每个运行进程的微小CPU执行时间。通过快速轮转，多个进程可以并发执行，给人以同时运行的错觉。并发与并行的主要区别在于，并发是指在单个CPU环境下，通过时间片轮转实现的看似同时执行；而并行则是在多CPU环境下，真正的指令在同一时刻在不同处理器上执行。 【进程控制块（PCB）】 进程控制块（PCB）是操作系统内核管理进程的核心数据结构。它包含了描述进程状态（如就绪、运行、挂起等）、进程ID、CPU寄存器状态、虚拟地址空间信息、控制终端信息、当前工作目录、umask掩码、文件描述符表、信号信息、用户ID和组ID等一系列关键信息。在Linux中，PCB被实现为`struct task_struct`结构体。 总结来说，操作系统通过多道程序设计、时间片轮转以及进程控制块等机制，实现了对多个程序的有效管理和并发执行，从而提高了系统资源的利用率，使得用户能够同时进行多项任务，极大地提升了系统的效率和用户体验。