进程的定义与特征

进程的概念和进程的描述8.1 进程的概念8.1.1 程序的并发执行1.程序的顺序执行程序是在时间上按严格次序前后相继的操作序列，是一个静态的概念。

计算机 CPU是通过时序脉冲来控制顺序执行指令的。

一个具有独立功能的程序独占处理机直至最终结束的过程称为程序的顺序执行。

并具有如下特点：(1) 顺序性(2) 封闭性(3) 可再现性2. 多道程序系统中程序的执行多道程序系统计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序。

这样的执行环境具有下述三个特点：(1) 独立性每道程序都是逻辑上独立的，它们之间不存在逻辑上的制约关系。

(2) 随机性(3) 资源共享3. 程序的并发执行(1) 程序的并发执行并发执行，是为了增强计算机系统的处理能力和提高资源利用率所采取的一种同时操作技术。

多道程序系统的程序执行环境变化所引起的多道程序的并发执行在某道程序的几个程序段中，包含着一部分可以同时执行或顺序颠倒执行的代码。

例如语句：read (a) ；read (b) ；它们既可以同时执行，也可颠倒次序执行。

程序的并发执行可总结为：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。

程序的并发执行不同于程序的并行执行。

程序的并行执行是指一组程序按独立的、异步的速度执行。

并行执行不等于时间上的重叠。

程序的并发执行使得其执行结果不再具有封闭性和可再现性，且可能造成程序出现错误。

8.1.2 进程的定义进程的概念是60年代初期，首先在MIT 的 Multics系统和IBM 的 TSS/360系统中引用的。

(1) 进程是可以并行执行的计算部分（S.E.Madnick，J.T.Donovan）；(2) 进程是一个独立的可以调度的活动（E.Cohen，D.Jofferson）；(3) 进程是一抽象实体，当它执行某个任务时，将要分配和释放各种资源（P.Denning）；进程和程序的区别和关系(1) 进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念。

进程的概念构成特征进程是操作系统中的一个重要概念，它是程序在计算机系统中的一次执行实例。

下面将对进程的概念、构成和特征进行详细阐述。

一、概念进程是指在操作系统中正在运行的一个程序。

粗略来说，一个程序可以看作是一组指令的集合，而进程是指正在执行的指令集。

每个进程都有自己的地址空间、数据段和堆栈空间。

进程通过操作系统提供的各种资源和服务，如内存、CPU、文件系统、网络等来实现自身的功能。

二、构成一个进程是由以下几个主要组成部分构成的：1. 程序程序是进程的基础，它是一系列指令的集合，是计算机所要执行的任务的描述。

2. 数据数据是程序运行时所需要的数据，包括全局变量、局部变量以及动态分配的内存空间等。

数据可以用于存储中间结果、交换信息和与其他进程进行通信。

3. 资源进程为了完成任务，需要依赖系统提供的各种资源，包括CPU、内存、文件、网络等。

通过操作系统的调度和管理，进程能够获得所需的资源并进行利用。

4. 状态进程具有多种状态，如运行态、就绪态、阻塞态等。

进程的状态会随着执行过程和系统调度的不同而发生变化。

操作系统通过控制进程的状态转换来实现多任务调度和资源管理。

三、特征进程具有以下几个重要特征：1. 动态性进程是动态创建和销毁的，它的生命周期可以在系统运行过程中进行灵活调整。

当一个程序被加载到内存中并开始执行时，就会创建一个进程实例。

而当程序执行完毕或者被手动终止时，进程就会被销毁。

2. 独立性每个进程都有自己的地址空间、数据和控制信息，它们之间不会相互干扰。

进程之间通过系统提供的通信机制进行数据的共享和交换。

3. 并发性在多道程序环境下，操作系统可以同时执行多个进程。

不同进程之间通过时间片轮转等调度算法来实现共享CPU资源，从而实现并发执行。

4. 随机性由于多个进程之间的竞争和调度算法的不确定性，进程的执行顺序和执行时间是不确定的。

不同进程在不同时间中获得CPU的机会是随机的。

5. 共享性进程之间可以通过操作系统提供的共享机制进行数据共享和资源共用。

进程的四个基本特征进程是计算机系统中的基本概念，是指正在执行的程序的一个实例。

每个进程都具有四个基本特征：动态性、并发性、独立性和异步性。

动态性是指进程的执行是动态变化的。

进程的创建、调度、执行和终止都是动态发生的。

一个进程可以通过创建新的进程来分配工作，也可以通过等待其他进程完成工作来同步进程之间的执行顺序。

进程的动态性使得计算机系统可以根据实际的需求进行灵活的资源分配和任务调度。

并发性是指多个进程可以同时执行。

在计算机系统中，通常有多个进程同时运行，它们共享计算机资源，但又具有自己独立的运行空间。

这样多个进程可以并发执行，提高计算机系统的资源利用率和处理能力。

并发性也带来了一些问题，如进程间的竞争条件和死锁问题，需要通过合理的调度和同步机制来解决。

独立性是指进程具有独立的地址空间和资源。

每个进程都拥有自己的地址空间，包括指令、数据和堆栈等。

进程之间的数据是相互独立的，一个进程的错误不会影响其他进程的运行。

进程还具有独立的资源，如文件、设备和网络连接等。

通过独立性，进程可以实现隔离和保护，提高系统的稳定性和安全性。

异步性是指进程的执行是不可预测的。

由于进程具有独立性和并发性，它们可以以任意的顺序执行，而无法提前确定。

进程的执行受多种因素影响，如调度策略、资源竞争和外部事件等。

这种异步性带来了一定的挑战，需要通过合理的调度算法和同步机制来保证进程的正确执行。

综上所述，进程具有动态性、并发性、独立性和异步性这四个基本特征。

了解并理解这些特征对于进行进程管理和设计高效的计算机系统至关重要。

在实际应用中，我们应该合理利用进程的动态性，根据实际需求进行动态调度和资源分配；充分发挥并发性，保证系统的高效运行；充分利用进程的独立性，实现数据隔离和系统稳定性；同时，我们也需要注意进程的异步性，合理设计调度算法和同步机制，确保进程的正确执行，提高系统的可靠性和安全性。

操作系统：进程的概念和与程序的区别进程的概念和与程序的区别1、进程的定义进程是允许某个并发执⾏的程序在某个数据集合上的运⾏过程。

进程是由正⽂段、⽤户数据段及进程控制块共同组成的执⾏环境。

正⽂段存放被执⾏的机器指令，⽤户数据段存放进程在执⾏时直接进⾏操作的⽤户数据。

进程控制块存放程序的运⾏环境，操作系统通过这些数据描述和管理进程。

2、进程的特征进程是操作系统管理的实体，对应了程序的执⾏过程，具有以下⼏个特征。

并发性。

多个进程实体能在⼀段时间间隔内同时运⾏。

并发性是进程和现代操作系统的重要特征。

动态性。

进程是进程实体的执⾏过程。

进程的动态性表现在因执⾏程序⽽创建进程、因获得CPU⽽执⾏进程的指令、因运⾏终⽌⽽被撤销的动态变化过程。

此外，进程在创建后还有进程状态的变化。

独⽴性。

在没有引⼊线程概念的操作系统中，进程是独⽴运⾏和资源调度的基本单位。

异步性。

是指进程的执⾏时断时续，进程什么时候执⾏、什么时候暂停都⽆法预知，呈现⼀种随机的特性。

结构特征。

进程实体包括⽤户正⽂段、⽤户数据段和进程控制块。

3、进程与程序的⽐较3.1、进程与程序的区别程序是静态的，进程是动态的，程序是存储在某种介质上的⼆进制代码，进程对应了程序的执⾏过程，系统不需要为⼀个不执⾏的程序创建进程，⼀旦进程被创建，就处于不断变化的动态过程中，对应了⼀个不断变化的上下⽂环境。

程序是永久的，进程是暂时存在的。

程序的永久性是相对于进程⽽⾔的，只要不去删除它，它可以永久的存储在介质当中。

3.2、进程与程序的联系进程是程序的⼀次执⾏，⽽进程总是对应⾄少⼀个特定的程序。

⼀个程序可以对应多个进程，同⼀个程序可以在不同的数据集合上运⾏，因⽽构成若⼲个不同的进程。

⼏个进程能并发地执⾏相同的程序代码，⽽同⼀个进程能顺序地执⾏⼏个程序。

关于进程和程序的区别，《现代操作系统》中⽤了⼀个⽐喻形象说明：⼀位有⼀⼿好厨艺的计算机科学家正在为他的⼥⼉烘制⽣⽇蛋糕。

他有做⽣⽇蛋糕的⾷谱，厨房⾥有所需要的原料，在这个⽐喻中，做蛋糕的⾷谱就是程序（即⽤适当形式描述的算法），计算机科学家就是处理机（CPU），⽽做蛋糕的各种原料就是输⼊数据。

进程是计算机系统中的重要概念，它是指正在运行的程序在计算机系统中的活动过程。

在操作系统中，进程是程序的执行实例，每个进程都有自己的位置区域空间、程序计数器、寄存器集合和堆栈。

进程的结构、特征和基本状态对于理解计算机系统的运行机制具有重要意义。

一、进程的结构进程的结构由进程控制块（PCB）和进程位置区域空间组成。

1. 进程控制块（PCB）是操作系统中用来记录和管理进程信息的数据结构，它包含了进程的标识符、状态、优先级、程序计数器、寄存器值、进程调度信息等。

2. 进程位置区域空间是进程在逻辑位置区域空间中的映射，它包含了代码段、数据段、堆栈段等，每个进程都有自己独立的位置区域空间，互相独立。

二、进程的特征进程具有以下特征：1. 动态性：进程是动态产生、动态消亡的，它的生命周期由创建、就绪、运行和终止四个阶段组成。

2. 并发性：多个进程可以同时存在于计算机系统中，并发执行，提高了系统资源的利用率。

3. 独立性：每个进程都拥有独立的位置区域空间和资源，相互之间互不干扰。

4. 异步性：进程间的执行顺序是不确定的，它们的执行速度和执行顺序是随机的。

5. 拥有一定的执行状态：进程可以处于就绪、运行或阻塞三种基本状态之一。

三、进程的基本状态进程有三种基本状态，它们分别是就绪状态、运行状态和阻塞状态。

1. 就绪状态：进程已经准备好运行，只需要等待CPU的分配即可进行运行。

2. 运行状态：进程正在执行指令，占用CPU资源。

3. 阻塞状态：进程由于某些原因无法继续执行，如等待I/O操作、等待资源分配等。

进程的结构、特征和基本状态是操作系统中重要的概念，它们对于理解计算机系统的运行机制、提高系统资源的利用率具有重要意义。

对于进程的理解，需要深入了解进程的结构组成、特征和基本状态，进而对操作系统的相关知识有更深刻的认识和理解。

进程的管理是操作系统中非常重要的一部分，它涉及到资源分配、调度、同步、通信等方面，在计算机系统中起着至关重要的作用。

操作系统进程的定义操作系统进程的定义1.引言在计算机系统中，进程是操作系统进行任务调度和资源管理的基本单位。

本文将介绍操作系统进程的定义及相关概念。

2.进程的概念2.1 进程的定义进程可以被定义为正在执行的程序实例。

每个进程都有自己的地质空间、内存和资源使用情况等属性，并且可以独立地执行和运行。

2.2 进程的特征进程具有以下特征：- 动态性：进程是动态和消亡的，可以动态地创建、终止和切换。

- 并发性：多个进程可以同时运行，实现操作系统的并发执行。

- 独立性：进程之间是独立的，相互之间不会干扰彼此的执行。

- 异步性：进程是独立运行的，它们的执行速度不受外部事件的干扰。

- 结构性：进程由程序、数据和资源组成，具有结构性。

3.进程的状态进程在运行过程中会有不同的状态，常见的进程状态包括：3.1 创建状态：进程正在被创建，但尚未开始执行。

3.2 就绪状态：进程已经准备好运行，正在等待分配CPU资源。

3.3 运行状态：进程正在执行中，占用CPU资源。

3.4 阻塞状态：进程由于某些原因无法继续执行，暂时阻塞。

3.5 终止状态：进程执行完成或被终止，进程即将结束。

4.进程的调度进程调度是操作系统的重要功能，通过调度算法将就绪状态的进程分配给CPU进行执行，并根据优先级和进程的状态进行相应的调度操作。

5.进程间的通信5.1 进程间通信的定义进程间通信（IPC）是指在进程间传输数据或共享信息，实现进程之间的协作和资源共享。

5.2 进程间通信的方式常见的进程间通信方式包括共享内存、消息传递、管道、信号量和套接字等。

6.进程的同步与互斥为了确保进程间数据的一致性，需要进行进程的同步与互斥控制。

同步是指协调进程之间的执行顺序，互斥是指防止多个进程同时访问共享资源。

7.附件本文档无涉及附件。

8.法律名词及注释8.1 进程：指操作系统中正在执行的程序实例。

8.2 地质空间：进程的内存地质范围，用于存储程序和数据。

8.3 资源：进程所需的各种系统资源，如CPU、内存、文件等。

进程的定义、组成、组织⽅式、特征进程的定义、组成、组织⽅式、特征知识总览进程的定义程序：就是⼀个指令序列早期的计算机（只⽀持单道程序）PCB、程序段、数据段三部分构成了进程实体（进程映像），⼀般情况下，我们把进程实体简称为进程，例如，所谓创建进程，实质上是创建进程实体中的PCB；⽽撤销进程，实质上是撤销进程实体中的PCB从不同的⾓度，进程可以有不同的定义，⽐较传统典型的定义有：1.进程是程序的⼀次执⾏过程2.进程是⼀个程序及其数据在处理机上顺序执⾏时发⽣的活动3.进程是具有独⽴功能的程序在数据集合上运⾏的过程，它是系统资源分配和调度的⼀个独⽴单位强调动态性引⼊进程的实体概念后，可以把进程定义为：进程是进程实体的运⾏过程，是系统进⾏资源分配和调度的⼀个基本单位注：严格来说，进程实体和进程并不⼀样，进程实体是静态的，进程则是动态的。

不过，除⾮题⽬专门考察⼆者区别，否则认为进程的实体就是进程。

因此我们也可以说“进程是由程序段、数据段、PCB三部分组成”PCB操作系统通过PCB来管理进程，因此PCB中应当包含操作系统对其进⾏管理所需的各种信息程序段程序代码存放在此数据段程序运⾏时使⽤、产⽣的运算数据，如全局变量、局部变量。

宏观定义的常量存放在数据段内进程的组成进程标识符PID 当进程被创建时，操作系统会为该进程分配⼀个唯⼀的，不重复的ID，⽤于区分不同的进程（类似于⾝份证号）各种寄存器值当进程切换时需要把进程当前的运⾏情况记录下来保存在PCB中，如出现计数器的值表⽰了当前程序执⾏到哪⼀句进程的管理者（操作系统）所需的数据都在PCB中程序段、数据段程序本⾝运⾏所需的数据进程的组织在⼀个系统中，通常有数⼗、数百乃⾄数千个PCB。

为了能对他们加以有效的管理，应当⽤适当的⽅式把这些PCB组织起来注：进程的组成讨论的是⼀个进程内部由哪些部分构成的问题，⽽进程的组织讨论的是多个进程之间的组织⽅式问题进程的组织--链接⽅式执⾏指针指向当前处于运⾏状态（执⾏态）的进程单CPU计算机中，同⼀时刻只会有⼀个进程处于运⾏态就绪队列指针指向当前处于就绪态的进程通常会把优先级⾼的进程放在队头阻塞队列指针指向当前处于阻塞态的进程，很多操作系统还会根据阻塞原因不同，再分为多个阻塞队列进程的组织--索引⽅式进程的特征进程和程序是两个截然不同的概念，相⽐于程序，进程拥有以下特征：动态性、并发性、独⽴性、异步性、结构性动态性进程是程序的⼀次执⾏过程，是动态地产⽣、变化和消亡的并发性内存中有多个进程实体，各进程可并发执⾏独⽴性进程是能独⽴运⾏、独⽴获得资源、独⽴接受调度的基本单位异步性各进程按各⾃独⽴的、不可预知的速度向前推进，操作系统要提供“进程同步机制”来解决异步问题结构性每个进程都会配置⼀个PCB 结构上看，进程由程序段、数据段、PCB组成动态性是进程最基本的特征进程是资源分配、接受调度的基本单位知识回顾。

第6章什么是进程进程是Linux系统中一个重要的概念，Linux系统中一个重要特点就是可以同时启动多个进程。

在这一章中，我们主要介绍一些有关进程的基础知识, 包括进程的概念、进程的创建方法以及进程管理有关的基本命令等。

6.1 进程的概念一个进程是一个程序的一次执行的过程。

它和程序不同，程序是静态的，它是一些保存在磁盘上的可执行的代码和数据集合；而进程是一个动态的概念，它是Linux系统的基本的调度单位。

一个进程由如下元素组成：1、程序的读取上下文，它表示程序读取执行的状态。

2、程序当前执行目录。

3、程序服务的文件和目录。

4、程序的访问权限。

5、内存和其他分配给进程的系统资源。

Linux进程中最知名的属性就是它的进程号(Process Idenity Number，PID)和它的父进程号(parent process ID，PPID)。

PID、PPID 都是非零正整数。

一个PID唯一地标识一个进程。

一个进程创建新进程称为创建了子进程(child process)。

相反地，创建子进程的进程称为父进程。

所有进程追溯其祖先最终都会落到进程号为1的进程身上，这个进程叫做init进程。

Init进程是内核自举后第一个启动的进程。

init 进程的作用是扮演终结父进程的角色。

因为init进程永远不会被终止，所以系统总是可以确信它的存在，并在必要的时候以它为参照。

如果某个进程在它衍生出来的全部子进程结束之前被终止，就会出现必须以init为参照的情况。

此时那些失去了父进程的子进程就都会以init作为它们的父进程。

操作系统内核使用进程来控制对CPU和其他系统资源的访问，并且使用进程来决定在CPU上运行哪个程序、运行多久以及采用什么特性运行它。

内核的调度器负责在所有的进程间分配CPU执行时间，称为时间片(time slice)，它轮流在每个进程分得的时间片用完后从进程那里得到控制权。

如果处理器比较快的话，我们会觉得时间片非常小，仿佛是几个进程在同时运行。

第二章进程管理2.1 进程的基本概念2.1.1 程序的顺序执行及其特征1．程序的顺序执行程序是人们要计算机完成的一些指令序列，是一个按严格次序、顺序执行的操作序列，是一个静态的概念。

我们把一个具有独立功能的程序独占处理机，直到最后结束的过程称为程序的顺序执行。

2.1.2 进程的定义与特征1．进程的定义人们对进程下过许多定义。

现列举其中的几种：⏹进程是程序的一次执行。

⏹进程是可以和别的进程并发执行的计算。

⏹进程就是一个程序在给定活动空间和初始条件下，在一个处理机上的执行过程。

⏹进程是程序在一个数据集合上的运行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位⏹进程是动态的，有生命周期的活动。

内核可以创建一个进程，最终将由内核终止该进程使其消亡。

进程和程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系。

它们之间的主要区别是：⏹程序是静态的概念；而进程则是程序的一次执行过程。

它是动态的概念。

⏹进程是一个能独立运行的单位，能与其它进程并发执行；而程序是不能作为一个独立运行的单位而并发执行的。

⏹程序和进程无一一对应的关系。

⏹各个进程在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序本身是静态的，不存在这种异步特征。

2.1.3 进程的基本状态及转换1．进程的三个基本状态进程通常至少有三种基本状态：（1）就绪状态（ready）进程运行所需的外部条件满足，但因为其它进程已占用CPU，所以暂时不能运行。

（2）执行状态(running)外部条件满足，进程已获得CPU，其程序正在执行。

在单处理机系统中，只有一个进程处于执行状态。

（3）阻塞状态(blocked)进程因等待某种事件发生，而暂时不能运行的状态，称为阻塞状态，也称为等待状态。

系统中处于这种状态的进程可能有多个，通常将它们排成一个队列，也有的系统则根据阻塞原因的不同将这些进程排成多个队列。

2．进程状态的转换对于一个系统中处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程便可执行，相应地，它由就绪态转变为执行状态。