一、定义与特点
定义:进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,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。
特点:
- 动态性:进程是动态创建的,有它自身的生命周期,包括创建、运行、阻塞、挂起、唤醒和终止等状态。
- 并发性:多个进程可以在系统中并发执行,共享处理器资源。
- 独立性:进程之间是相互独立的,一个进程无法直接访问另一个进程的内存空间。
- 制约性:进程之间因访问共享资源或进行同步操作而产生制约关系。
二、组成
- 程序:进程的程序部分,包括代码、数据和指令等。
- 数据:进程在执行过程中所使用的数据集合。
- 进程控制块(PCB):PCB是进程存在的唯一标志,包含了进程的各种信息,如进程标识符、进程状态、优先级、内存地址等。PCB的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其他进程并发执行的进程。
三、状态与转换
- 创建状态:进程由创建而产生,此时进程正在申请资源并初始化。
- 就绪状态:进程已经获得除处理器之外的所有必要资源,等待被调度执行。
- 运行状态:进程正在占用处理器执行。在单处理机系统中,同一时刻只有一个进程处于运行状态;在多处理机系统中,可以有多个进程同时处于运行状态。
- 阻塞状态:进程因等待某种资源或事件而无法继续执行,处于暂停状态。
- 终止状态:进程已经执行完毕或出现异常而终止,此时进程不再占用系统资源。
四、调度与同步
五、通信
进程间通信(IPC)是操作系统中实现进程间数据交换和信息共享的重要机制。常见的进程间通信方式有管道、套接字、信号、信号量、共享内存等。
六、分类
根据进程的功能和特性,可以将进程分为以下几类:
- 交互进程:由用户终端启动,需要与用户进行交互操作。
- 批处理进程:负责按顺序启动其他进程,通常用于批量处理任务。
- 守护进程:在后台运行,负责执行系统级任务,如系统日志、网络服务等。
七、创建与删除
- 进程的创建:通常通过系统调用(如fork)来创建新进程。新进程会继承父进程的某些属性和资源,并获得一个唯一的进程标识符(PID)。
- 进程的删除:当进程执行完毕或出现异常时,操作系统会将其终止并回收相关资源。此时,进程的PCB会被清零并返还给系统。
八、挂起与恢复
总结
综上所述,操作系统中的进程是一个具有动态性、并发性、独立性和制约性的实体。它通过进程控制块来管理和控制自身的执行过程,并通过进程调度、同步、通信等机制与其他进程进行协作和资源共享。
结语
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