操作系统 - 进程

过程

进程基本上是一个正在执行的程序。进程的执行必须以顺序方式进行。

流程被定义为一个实体，代表要在系统中实现的基本工作单元。

简而言之，我们将计算机程序编写在文本文件中，当我们执行该程序时，它就成为执行程序中提到的所有任务的进程。

当一个程序被加载到内存中并成为一个进程时，它可以分为四个部分──栈、堆、文本和数据。下图显示了主内存中进程的简化布局 -

序列号	组件及描述
1	堆进程堆栈包含临时数据，例如方法/函数参数、返回地址和局部变量。
2	堆这是在进程运行时动态分配内存给进程的。
3	文本这包括由程序计数器的值和处理器寄存器的内容表示的当前活动。
4	数据本节包含全局变量和静态变量。

程序是一段代码，可以是单行或数百万行。计算机程序通常由计算机程序员用编程语言编写。例如，这是一个用 C 编程语言编写的简单程序 -

#include <stdio.h>

int main() {
   printf("Hello, World! \n");
   return 0;
}

计算机程序是由计算机执行时执行特定任务的指令的集合。当我们将程序与进程进行比较时，我们可以得出结论：进程是计算机程序的动态实例。

执行明确定义的任务的计算机程序的一部分称为算法。计算机程序、库和相关数据的集合称为软件。

当一个进程执行时，它会经历不同的状态。这些阶段在不同的操作系统中可能有所不同，并且这些状态的名称也没有标准化。

一般来说，一个进程一次可以有以下五种状态之一。

序列号	状态及描述
1	开始这是进程首次启动/创建时的初始状态。
2	准备好该进程正在等待分配给处理器。就绪进程正在等待操作系统分配给它们的处理器，以便它们可以运行。进程可能会在启动状态后或运行时进入此状态，但被调度程序中断以将 CPU 分配给其他进程。
3	跑步一旦操作系统调度程序将进程分配给处理器，进程状态就会设置为正在运行，并且处理器会执行其指令。
4	等待如果进程需要等待资源（例如等待用户输入或等待文件变得可用），则进程会进入等待状态。
5	终止或退出一旦进程完成执行，或者被操作系统终止，它就会进入终止状态，等待从主内存中删除。

进程控制块是操作系统为每个进程维护的数据结构。PCB 由整数进程 ID (PID) 标识。PCB 保留跟踪流程所需的所有信息，如下表所示 -

序列号	信息与描述
1	进程状态进程的当前状态，即是否准备就绪、正在运行、正在等待或其他状态。
2	进程权限这是允许/禁止访问系统资源所必需的。
3	进程号操作系统中每个进程的唯一标识。
4	指针指向父进程的指针。
5	程序计数器程序计数器是指向该进程要执行的下一条指令的地址的指针。
6	CPU寄存器各种CPU寄存器，其中需要存储进程以执行运行状态。
7	CPU调度信息进程优先级和调度进程所需的其他调度信息。
8	内存管理信息这包括页表、内存限制、段表的信息，具体取决于操作系统使用的内存。
9	会计信息这包括用于进程执行的 CPU 量、时间限制、执行 ID 等。
10	IO状态信息这包括分配给进程的 I/O 设备列表。

PCB的架构完全依赖于操作系统，并且在不同的操作系统中可能包含不同的信息。这是 PCB 的简化图 -

PCB 在进程的整个生命周期内得到维护，并在进程终止后被删除。

序列号	组件及描述
1	堆进程堆栈包含临时数据，例如方法/函数参数、返回地址和局部变量。
2	堆这是在进程运行时动态分配内存给进程的。
3	文本这包括由程序计数器的值和处理器寄存器的内容表示的当前活动。
4	数据本节包含全局变量和静态变量。