进程表示与进程状态变化

2.2 进程的状态及转换进程是操作系统中的基本执行单元，它的状态及其转换对于系统的正常运行具有重要的意义。

在本文中，我们将讨论进程的状态及各种状态之间的转换，以便更好地理解进程的运行机制。

进程的状态一般分为五种：（1）创建态（new）：当进程被创建但还未被执行时，它处于创建态。

此时，操作系统会为进程分配必要的资源，比如代码段、数据段、堆栈等，以便其能够执行。

（2）就绪态（ready）：当进程已经准备好执行时，但由于当前处理机正忙于执行其他进程，导致该进程无法执行时，它处于就绪态。

此时进程已经将所有必要的资源准备好，只需要分配到CPU才能运行。

（3）运行态（running）：当进程获得处理器时间并开始执行指令时，它处于运行态。

此时，进程会按照指令进行操作。

（4）阻塞态（blocked）：当进程由于某些原因无法继续执行时，它进入阻塞态。

比如，进程需要等待某个资源（如读取磁盘数据），或者它正在等待输入输出操作的结果。

（5）终止态（terminated）：当进程执行完毕或被强制终止时，它进入终止态。

此时，操作系统会释放进程所持有的资源，以便其他进程使用。

进程的状态之间可以相互转换。

在操作系统中，许多事件都可能导致进程状态的转换，比如中断请求、操作系统的调度、进程自身的请求等等。

下面我们来看几个具体的转换：（1）创建态-->就绪态：当操作系统为进程分配到必要的资源之后，进程会从创建态转换到就绪态。

此时进程已经准备好执行，只是没有获取到CPU的时间片。

（3）运行态-->就绪态：当进程执行完毕所有指令并主动释放CPU时间片时，它会从运行态转换到就绪态，等待下一次操作系统调度。

（4）运行态-->阻塞态：当进程需要等待某个事件发生时，它会从运行态转换到阻塞态。

比如，读取磁盘数据时就需要等待磁盘完成读取操作。

（5）阻塞态-->就绪态：当进程等待的事件已经发生或操作系统主动为其分配资源时，它会从阻塞态返回到就绪态，等待下一次操作系统调度。

简述进程的状态及其转换。

由于程序的复杂性，操作系统会维护程序的许多状态，例如：运行、暂停、就绪、等待等，从而实现对程序的控制。

其中，每一个进程都有一个状态，可以通过状态转换将进程从一个状态转变到另一个状态，以实现对进程的控制。

一般而言，进程的状态包括几种：运行态、就绪态、挂起态、等待态、中断态等。

每一种状态都表示一个进程正在进行的活动，以及它的状态变化。

1、运行态：运行态是进程执行的主要状态，表示进程正在执行服务或任务。

运行态也可以理解为进程正在使用处理器资源。

2、就绪态：在就绪态中，进程已调度，但尚未分配处理器资源，此时，进程处于就绪状态，等待处理器资源，以便继续执行。

3、挂起态：挂起态表示进程正在等待某个条件，不能立即执行服务或任务，因此，进程处于挂起状态，被迫挂起，等待特定的条件，或某个确定的时间，以便继续执行。

4、等待态：等待态表示进程正在等待另一个进程，或者受阻，而不能继续执行，一旦满足了满足条件，进程可以继续执行。

5、中断态：中断态表示进程正在中断状态，它引发了操作系统的一些响应，比如：对中断信号的响应，而当进程处于中断态时，它只能等待操作系统的响应。

除了上述状态，还有一种特殊的状态终止状态。

它表示一个进程执行完毕，不再被操作系统使用或控制，因此，操作系统可以将它从内存中清除，节省内存资源。

当进程执行不同的服务和任务时，它会不断地变化，从一个状态转换到另一个状态。

这种变化由状态转换图示出。

常用的状态转换有三种：运行到就绪、运行到等待和就绪到运行。

(1)行到就绪：当进程完成一段时间的运行，或者运行到一定的时间，则它将会从运行状态转换到就绪状态，以等待下次运行；(2)行到等待：当进程需要等待某个条件时，或者某个外部设备的响应，则进程将会从运行状态转换到等待状态，以等待某个条件；(3)绪到运行：当处理器资源变得可用，待执行的服务完成，则处于就绪状态的进程就会由就绪状态转换为运行状态，以便继续执行服务或任务。

进程的三个基本状态及其转换
摘要：
1.进程基本状态的定义
2.进程状态的转换
3.进程状态转换的实际应用
正文：
1.进程基本状态的定义
在计算机科学中，进程是指正在运行的程序的实例。

进程具有一定的基本状态，这些状态可以反映进程的运行情况。

进程的三个基本状态是：运行（Running）、就绪（Ready）和等待（Waiting）。

- 运行状态：进程正在执行，计算机资源被占用。

- 就绪状态：进程已经准备好执行，但计算机资源尚未分配。

- 等待状态：进程因为等待某项操作完成而暂停执行，如等待输入输出操作完成。

2.进程状态的转换
进程在运行过程中，会根据其所处的环境和操作完成情况，在三个基本状态之间进行转换。

以下是进程状态转换的一些常见情况：
- 就绪状态转运行状态：当进程分配到计算机资源时，它将从就绪状态转换为运行状态，开始执行。

- 运行状态转就绪状态：当进程执行完毕或者遇到等待操作时，它会从运行状态转换为就绪状态，等待下一次执行。

- 等待状态转就绪状态：当进程等待的操作完成时，它会从等待状态转换为就绪状态，等待执行。

- 运行状态转等待状态：当进程需要执行某项操作（如输入输出）时，它会从运行状态转换为等待状态，等待操作完成。

3.进程状态转换的实际应用
了解进程状态转换对于编写高效的程序具有重要意义。

例如，在编写操作系统的调度算法时，需要考虑进程状态转换的规律，以便合理分配计算机资源，提高系统性能。

此外，在编写并发程序时，了解进程状态转换也有助于避免死锁等错误，保证程序正确运行。

头歌进程描述与状态一、进程标识每个进程都有一个唯一的标识，称为进程ID（PID）。

它是操作系统分配给每个进程的唯一代码，用于在系统内唯一标识该进程。

二、父进程标识每个进程都有一个父进程，父进程负责创建并启动子进程。

父进程的标识称为父进程ID（PPID）。

它标识了创建当前进程的父进程。

三、进程状态进程状态表示进程的当前运行状态，常见的进程状态有：1.运行状态（Running）：进程正在运行或在运行队列中等待运行。

2.阻塞状态（Blocked）：进程在等待某个事件（如I/O操作）完成而暂时停止运行。

3.就绪状态（Ready）：进程已经准备好运行，但因为其他进程正在运行而暂时无法获得CPU。

4.终止状态（Terminated）：进程已经结束运行。

四、进程优先级进程优先级是操作系统用于决定哪个进程先获得CPU资源的依据。

优先级高的进程更容易获得CPU资源。

五、CPU使用时间CPU使用时间表示进程在运行过程中占用的CPU时间总和。

它可以帮助我们了解进程的资源占用情况和性能表现。

六、内存使用情况内存使用情况表示进程在运行过程中占用的内存空间大小，包括代码、数据和堆栈等区域。

了解内存使用情况可以帮助我们优化程序或调整系统资源分配。

七、进程通信信息进程通信信息表示进程之间的通信方式和数据交换情况。

这涉及到信号传递、管道通信、共享内存等机制。

八、打开文件描述符列表打开文件描述符列表表示进程当前打开的所有文件和网络连接等信息。

这些文件描述符用于进程与外部资源交互。

九、进程间关系进程间关系表示进程之间的父子关系、同步关系等。

了解这些关系有助于更好地理解进程的运行情况和系统资源的使用情况。

进程的三个基本状态及其转换1. 什么是进程在计算机科学中，进程是指正在运行的程序的实例。

每个进程都有自己的内存空间、数据和执行状态。

进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

2. 进程的三个基本状态进程的状态可以分为三个基本状态：运行状态、就绪状态和阻塞状态。

2.1 运行状态运行状态是指进程正在执行指令的状态。

当一个进程被CPU调度执行时，它就处于运行状态。

在运行状态下，进程会占用CPU资源，执行程序的指令。

2.2 就绪状态就绪状态是指进程已经具备运行的条件，正在等待CPU调度的状态。

当一个进程被创建或者等待某个事件发生时，它就处于就绪状态。

在就绪状态下，进程等待CPU的分配，一旦得到CPU资源，就可以进入运行状态。

2.3 阻塞状态阻塞状态是指进程由于某些原因无法继续执行，需要等待某个事件发生才能继续执行的状态。

当一个进程需要等待某个事件完成，比如等待用户输入或者等待某个资源就绪时，它就处于阻塞状态。

在阻塞状态下，进程不会占用CPU资源，处于等待状态。

3. 进程状态的转换进程的状态可以相互转换，主要有以下几种方式：3.1 进程创建当一个进程被创建时，它会进入就绪状态。

进程创建可以由操作系统或者其他进程触发。

在进程创建的过程中，操作系统会为进程分配资源，比如内存空间、文件描述符等。

一旦进程创建完成，它就可以被调度执行，进入运行状态。

3.2 进程调度进程调度是指操作系统根据一定的调度算法，从就绪状态中选择一个进程分配CPU资源，使其进入运行状态。

进程调度可以根据不同的策略进行，比如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。

进程调度的目的是提高系统的资源利用率和响应速度。

3.3 进程阻塞当一个进程需要等待某个事件发生时，它会进入阻塞状态。

比如等待用户输入、等待磁盘IO等。

在阻塞状态下，进程会释放CPU资源，等待事件发生。

一旦事件发生，进程就可以从阻塞状态转换为就绪状态，等待CPU调度执行。

3.4 进程唤醒当一个进程处于阻塞状态时，一旦等待的事件发生，它就可以被唤醒，进入就绪状态。

3.2.4 被挂起的进程交换的需要前面描述的三个基本状态（就绪态、运行态和阻塞态）提供了一种为进程行为建立模型的系统方法，并指导操作系统的实现。

许多实际的操作系统都是按照这样的三种状态进行具体构造的。

但是，可以证明往模型中增加其他状态也是合理的。

为了说明加入新状态的好处，考虑一个没有使用虚拟内存的系统，每个被执行的进程必须完全载入内存，因此，图3.8b 中，所有队列中的所有进程必须驻留在内存中。

所有这些设计机制的原因都是由于I/O 活动比计算速度慢很多，因此在单道程序系统中的处理器在大多数时候是空闲的。

但是图3.8b 的方案并没有完全解决这个问题。

在这种情况下，内存保存有多个进程，当一个进程正在等待时，处理器可以转移到另一个进程，但是处理器比I/O 要快得多，以至于内存中所有的进程都在等待I/O 的情况很常见。

因此，即使是多道程序设计，大多数时候处理器仍然可能处于空闲状态。

一种解决方法是内存可以被扩充以适应更多的进程，但是这种方法有两个缺陷。

首先是内存的价格问题，当内存大小增加到兆位及千兆位时，价格也会随之增加；再者，程序对内存空间需求的增长速度比内存价格下降的速度快。

因此，更大的内存往往导致更大的进程，而不是更多的进程。

另一种解决方案是交换，包括把内存中某个进程的一部分或全部移到磁盘中。

当内存中没有处于就绪状态的进程时，操作系统就把被阻塞的进程换出到磁盘中的“挂起队列”（suspendqueue），这是暂时保存从内存中被“驱逐”出的进程队列，或者说是被挂起的进程队列。

操作系统在此之后取出挂起队列中的另一个进程，或者接受一个新进程的请求，将其纳入内存运行。

“交换”（swapping）是一个I/O 操作，因而也可能使问题更加恶化。

但是由于磁盘I/O 一般是系统中最快的I/O（相对于磁带或打印机I/O），所以交换通常会提高性能。

为使用前面描述的交换，在我们的进程行为模型（见图3.9a）中必须增加另一个状态：挂起态。